Question

某課外活動小組用加熱碳粉（過量）和氧化銅的混合物的方法制得銅粉樣品后，再用下圖裝置對得的樣品進行實驗．圖中鐵加臺等裝置已略去．
請幫助他們完成下列實驗報告．

（一）實驗目的：

 

（二）實驗用品：
儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬質玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶等
藥品：紅褐色銅粉（含炭）樣品，過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰、濃硫酸
（三）實驗內容

實驗過程	實驗現(xiàn)象	有關化學方程式
在C中加入樣品Wg，D中裝入藥品后稱量為m1g．連接好儀器后，檢查裝置氣密性．
打開A的活塞，慢慢滴加溶液
對C進行加熱，當C中藥品充分反應后，關閉A的活塞，停止加熱
冷卻后，稱量D的質量為m2g

（四）計算：樣品中銅的質量分數(shù)=

 

（用含W，m1\m2的代數(shù)式表示）．
（五）問題和討論：
實驗完成后，教師評議說：按上述實驗設計，即使C中反應完全、D中吸收完全、所得的結果也會有誤差．經過討論，有同學提出在B與C之間增加一個裝置．再次實驗后，得到了較為正確的結果．　原實驗所結果不夠準確的原因可能是

 

，在B與C之間增加的裝置和其中盛放的藥品可以是

 

．

Answer 1

分析：（一）根據(jù)實驗過程和實驗裝置來判斷實驗目的；
（三）根據(jù)銅和碳的化學性質及各裝置的用途來判斷每一步驟中現(xiàn)象并寫出化學方程式；
（四）根據(jù)圖中裝置及實驗目的可以知道D裝置是用來吸收二氧化碳的，所以可以根據(jù)碳元素的質量守恒來完成該題的解答；
（五）吸收二氧化碳用堿石灰，而反應開始生成的氣體會帶出一部分水蒸氣，從而使反應后稱量的D裝置的質量增加，可以據(jù)此完成該題的解答．

解答：解：（一）實驗中用的是過量的碳粉來還原氧化銅的，所以制得的銅中含有碳粉，那么該實驗的目的就是來探究銅粉在混合物中的質量分數(shù)的；
（三）根據(jù)實驗目的可以知道若驗證銅的質量分數(shù)，可以用氧氣來與之反應，然后測量質量進行求算，所可以判斷在B中所發(fā)生的反應為過氧化氫溶液和二氧化錳的反應，所以可以知道該裝置中所發(fā)生的反應為過氧化氫和二氧化錳的反應，故可以寫出化學方程式，而實驗現(xiàn)象為：在B和E裝置中產生氣泡，生成的氧氣通入被加熱的碳粉和銅粉的混合物中，銅和碳都會和氧氣反應，以可以寫出該反應的化學方程式，所以原來紅色的銅和黑色的碳組成的混合物要全部變?yōu)楹谏��?BR>（四）根據(jù)（三）可以知道D管吸收了二氧化碳，所以可以知道D管的質量變化即為生成的氣體二氧化碳的質量，根據(jù)質量守和定律可以知道，二氧化碳中的碳的質量即為碳粉的質量，所以碳的質量=（m₂-m₁）×

12

44

×100%，那么銅的質量分數(shù)為：

W-(m2-m1)× 12 44 ×100%

W

×100%；
（五）過氧化氫溶液分解產生的氧氣逸出時會帶出一部分水蒸氣，被D裝置吸收，而使測得的二氧化碳氣體的質量增加，即碳的質量增加，所以會使測量結果偏小，為了防止水蒸氣影響實驗結果，可以在B和C之間加一個盛有濃硫酸的洗氣瓶來吸收水蒸氣，從而使結果盡可能的準確．
故答案為：（一）測定銅粉在混合物中的質量分數(shù)；
（三）

實驗過程	實驗現(xiàn)象	有關化學方程式
在C中加入樣品Wg，D中裝入藥品后稱量為m1g．連接好儀器后，檢查裝置氣密性．
打開A的活塞，慢慢滴加溶液	裝置B和E中有氣泡冒出	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
對C進行加熱，當C中藥品充分反應后，關閉A的活塞，停止加熱	灰黑色的固體逐漸變?yōu)楹谏?/TD>	C+O2   △   .   CO2 2Cu+O2   △   .   2CuO
冷卻后，稱量D的質量為m2g

（四）

W-(m2-m1)× 12 44 ×100%

W

×100%；
（五）雙氧水分解后產生的氧氣會帶出一部分水蒸氣，通過C后被D吸收，而使m₂的值增大，而使測得的銅的質量分數(shù)偏��；盛有濃硫酸的洗氣瓶．

點評：熟練掌握碳和銅的化學性質，知道氧氣的實驗室制法并會書寫化學方程式，對于用固體和液體制取氣體的方法，在生成氣體時容易帶出水蒸氣，如果水蒸氣能夠干擾實驗現(xiàn)象要注意對氣體進行干燥，防止干擾實驗現(xiàn)象．