Question

現有粗銅粉末，其中含有少量的鐵、鋅和金．某活動小組想要測定其中銅的質量分數，設計以下實驗方案：
步驟Ⅰ：稱取一定質量的粗銅樣品，加入過量的稀鹽酸充分反應，過濾，將濾渣洗滌、干燥后稱量；
步驟Ⅱ：取“步驟Ⅰ”中所得濾渣在空氣中充分灼燒，冷卻到室溫后稱量；
步驟Ⅲ：根據測得數據推算出粗銅中銅的質量分數．
（1）步驟Ⅰ：驗證稀鹽酸過量的方法是______；如果不對濾渣進行洗滌而直接干燥，稱量結果將會（填“偏高”或“偏低”）．
（2）“步驟Ⅱ”中反應的化學方程式為______；
（3）某同學認為，按以上方案完成“步驟Ⅰ”，在進行“步驟Ⅱ”時，將所得濾渣在空氣中充分灼燒后，再補充適當操作，也可以推算出粗銅中銅的質量分數．寫出補充的操作．

Answer 1

解：（1）過量的鹽酸能使紫色石蕊變成紅色，因此采取滴加紫色石蕊試液檢驗過量的鹽酸；若對過濾后所得固體不進行洗滌，固體表面附著的溶液在干燥時析出固體溶質而導致所稱得固體質量偏高；
故答案為：滴石蕊，變紅；偏高；
（2）金在灼燒時也不能與氧氣發生反應，因此，灼燒時只發生銅與氧氣化合生成氧化銅的反應；
故答案為：2Cu+O₂2CuO；
（3）利用灼燒后所得氧化物能溶于稀鹽酸，而金不與稀鹽酸反應，把灼燒后的產物放入稀鹽酸，氧化銅與鹽酸反應而溶解，過濾后稱量所剩余固體質量為金的質量，由步驟一所得金、銅混合質量可得到樣品中銅的質量，從而推斷出樣品中銅的質量分數；
故答案為：把灼燒物溶于過量的稀鹽酸中，過濾不溶物，用步驟一稱量的質量減去不溶物的質量．
分析：（1）稀鹽酸過量會使反應后溶液呈酸性，可加入遇酸變紅色的石蕊進行檢驗；洗滌的目的是在冼去附著在固體表面的溶液，防止干燥時溶液中溶質析出而影響對固體質量的稱量；
（2）根據金屬的活動性，灼燒時金不能與氧氣發生反應，只能銅與氧氣生成了氧化銅；
（3）利用灼燒所形成的氧化銅能與鹽酸反應而金不能的特點，利用稀鹽酸除去氧化銅后稱量所得固體金的質量，則也可推算出粗銅中銅的質量分數．
點評：通過對實驗步驟中操作及操作所得結果的分析，理解實驗的設計意圖，是解答此類實驗問題的一般方法．