Question

某課外活動小組加熱氧化銅和炭粉（過量）的混合物，得到的銅粉中含有炭粉，他們用下圖所示的裝置，對獲得的銅粉樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析．以測定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（圖中鐵架臺等裝置已略去．）已知，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下分解產(chǎn)生氧氣．請你幫他們完成實(shí)驗(yàn)報告．

（1）實(shí)驗(yàn)過程：

編號	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)方程式
a	連接好儀器后，打開止水夾F．檢查 氣密性（觀察）．在C中加入樣品粉末 Wg，在D中裝入藥品后稱量為m1g
b	打開A的活塞，慢慢滴加溶液
c	對C進(jìn)行加熱當(dāng)C中藥品充分反應(yīng) 后，關(guān)閉A的活塞、關(guān)F，停止加熱
d	冷卻后，稱得D的質(zhì)量為m2g

（2）計(jì)算：
樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=

 

（用含w、m₁、m₂的代數(shù)式表示）
（3）問題和討論：
實(shí)驗(yàn)完成后，老師評議說：按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，即使C中反應(yīng)完全，D中吸收完全，也不會得出正確的結(jié)果．經(jīng)時論，有同學(xué)提出在B與C之間加入一個裝置．再次實(shí)驗(yàn)后．得到了較正確的結(jié)果，那么，原來實(shí)驗(yàn)所測得的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏小的原因可能是在B與C之間加入的裝置可以是

 

；其中盛放的藥品是

 

．

Answer 1

分析：（1）a檢驗(yàn)氣密性時，是對裝置B進(jìn)行微熱，觀察裝置E中的現(xiàn)象．
b、打開A的活塞，慢慢滴加溶液將生成氣體，發(fā)生反應(yīng)2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑．
c、對C加熱，發(fā)生反應(yīng)2Cu+O₂

△   .

=2CuO    C+O₂

△   .

CO₂↑，根據(jù)反應(yīng)進(jìn)行現(xiàn)象敘述．
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以根據(jù)D裝置前后的質(zhì)量變化求出二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳中碳元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)求出碳元素的質(zhì)量，進(jìn)而求出銅的質(zhì)量和質(zhì)量分?jǐn)?shù)．（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮头磻?yīng)過程中進(jìn)入裝置D中的氣體進(jìn)行分析．

解答：解：（1）a：檢驗(yàn)氣密性，首先微熱裝置B時，裝置內(nèi)壓強(qiáng)增大，氣體逸出，E中有氣泡冒出，停止微熱后玻璃管內(nèi)形成一段液柱；
b：滴加過氧化氫溶液，發(fā)生反應(yīng)2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，所以再B、E中有氣泡冒出，
C：加熱裝置發(fā)生反應(yīng)2Cu+O₂

△   .

=2CuO    C+O₂

△   .

CO₂↑  
C中的紅褐色銅粉末變成黑色的氧化銅；
故答案為：

編號	實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	有關(guān)化學(xué)方程式
a	連接好儀器后，打開止水夾F．檢查 氣密性（觀察）．在C中加入樣品粉末 Wg，在D中裝入藥品后稱量為m1g	微熱裝置B時E中有氣泡冒出，停止加熱后玻璃管內(nèi)形成一段液柱
b	打開A的活塞，慢慢滴加溶液	B、E中有氣泡冒出	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
c	對C進(jìn)行加熱當(dāng)C中藥品充分反應(yīng) 后，關(guān)閉A的活塞、關(guān)F，停止加熱	C中的紅褐色粉末變成黑色	2Cu+O2   △   .   =2CuO      C+O2   △   .   CO2↑
d	冷卻后，稱得D的質(zhì)量為m2g

（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量為裝置D反應(yīng)前后的質(zhì)量之差，為（m₂-m₁）g
同理混合物中碳的質(zhì)量即為二氧化碳中碳的質(zhì)量，即（m₂-m₁）×

12

44

所以銅的質(zhì)量為w-（m₂-m₁）×

12

44

則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

w-(m2-m1)× 12 44

w

×100%
故答案為：

w-(m2-m1)× 12 44

w

×100%
（3）因?yàn)檠b置B中氧氣逸出時要攜帶水蒸氣，水蒸氣通過C可以被裝置D的堿石灰吸收，而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果．所以應(yīng)在B和C之間加一個洗氣瓶，以除去氧氣中的水蒸氣．
故答案為：水蒸氣通過裝置C被裝置D中的堿石灰吸收
洗氣瓶； 濃硫酸（或干燥管； 堿石灰）

點(diǎn)評：在設(shè)計(jì)干燥裝置時要注意：一種是洗氣瓶，藥品是液體干燥劑，一種是干燥管，藥品是固體干燥劑．