Question

【題目】甲、乙兩化學小組擬根據氨氣還原氧化銅反應的原理測定某銅粉樣品（混有CuO粉未）中金屬銅的含量。

(1)甲小組利用下圖裝置(可以重復選用），通過測定反應生成水的質量來達到實驗目的。

①按氣流方向連接各儀器接口，順序為______________(填小寫字母序號）。

②裝置B中固體試劑的名稱為____________________。

③裝置A的作用為____________。

④下列兩步操作應該先進行的是___________(填序號）：i.加熱反應管 ii.向錐形瓶中逐滴滴加濃氨水，原因為________________________。

(2)乙小組利用上述裝置通過測定反應前后裝置C中固體的質量變化來達到實驗目的。

①按氣流方向連接各裝置，順序為______________(填大寫字母序號）。

②稱取m1 g銅粉樣品，測得反應前裝置C的質量為m2 g,充分反應后裝置C的質量為m3g。寫出樣品中金屬銅的質量分數表達式__________________。

(3)從稀鹽酸、濃硝酸、蒸餾水、雙氧水中選用合適的試劑，重新設計一個測定樣品中金屬銅含量的實驗方案(寫出主要步驟，不必描述操作過程的細節)_____________________________。

Answer 1

【答案】c g f d e(或ed) gf b a氫氧化鈉（或氧化鈣、堿石灰等）吸收未反應的氨氣；防止外界空氣進入后面的裝置D中ii若先加熱反應管，銅粉會被空氣中的氧氣氧化，造成測定誤差BDCA取一定質量的銅粉樣品；加入過量的稀鹽酸充分溶解反應 過濾、洗滌 干燥、稱量、計算

【解析】(1)甲小組實驗原理為利用B裝置制備的氨氣經干燥后，與C裝置中灼熱的CuO反應，再根據D吸收生成的水，并利用A裝置中濃硫酸吸收尾氣中的氨氣，防環境污染，同時防止空氣中的水蒸氣進入D裝置；

①根據分析可知，按氣流方向連接各儀器接口的順序為c g f d e(或ed) gf b a ；

②裝置B是制備氨氣，可利用濃氨水滴加到NaOH固體或生石灰上得到適量氨氣；

③裝置A的作用為吸收未反應的氨氣，同時防止外界空氣進入后面的裝置D中；

④利用B裝置生成的氨氣先將裝置中的空氣排出，故應先向錐形瓶中逐滴滴加濃氨水，即答案為ii；否則若先加熱反應管，銅粉會被空氣中的氧氣氧化，造成測定誤差；

(2)乙小組通過測定反應前后裝置C中固體的質量變化來達到實驗目的，則不需要利用D裝置吸收反應生成的水，其余操作與甲小組相同；

①按氣流方向連接各裝置，順序為BDCA；

②反應前后裝置C的質量變化為銅粉中混有氧化銅所含氧元素的質量，其質量為(m2-m3)g，對應氧化銅的質量為(m2-m3)g，則樣品中金屬銅的質量分數為；

(3)因銅不溶于稀鹽酸，可通過取一定質量的銅粉樣品；加入過量的稀鹽酸充分溶解反應；過濾、洗滌；干燥、稱量、計算來達到實驗的目的。

點晴：解答綜合性實驗設計與評價題的基本流程：原理→反應物質→儀器裝置→現象→結論→作用意義→聯想。具體分析為：①實驗是根據什么性質和原理設計的？實驗的目的是什么？②所用各物質名稱、狀態、代替物(根據實驗目的和相關的化學反應原理，進行全面的分析比較和推理，并合理選擇)。③有關裝置：性能、使用方法、適用范圍、注意問題、是否有替代裝置可用、儀器規格等。④有關操作：技能、操作順序、注意事項或操作錯誤的后果。⑤實驗現象：自下而上，自左而右全面觀察。⑥實驗結論：直接結論或導出結論。