Question

1．濃硫酸具有脫水性．可以使甲醛（分子式為HCOOH）脫水而獲得CO，現(xiàn)擬用如圖所示裝置（尾氣處理部分略）來制取CO，并用CO還原CuO，化學(xué)方程式為CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，基于此反應(yīng)測定某銅粉樣品（混有CuO粉末）中金屬銅的含量．
（1）制備一氧化碳的化學(xué)方程式是HCOOH$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+H₂O；
（2 尾氣的主要成分是CO、CO₂；
（3）反應(yīng)完成后，正確的操作順序為cab（填字母）．
a．關(guān)閉漏斗開關(guān)  b．熄滅酒精1   c．熄滅酒精燈2
（4）若實驗中稱取銅粉樣品5.0g，充分反應(yīng)后，反應(yīng)管中剩余固體的質(zhì)量為4.8g，則原樣品中單質(zhì)銅的質(zhì)量分數(shù)為80%；
（5）從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水、雙氧水中選用合適的試劑，設(shè)計一個測定樣品中金屬銅質(zhì)量分數(shù)的方案；
①設(shè)計方案的主要步驟是（不必描述操作過程的細節(jié)）將濃硫酸稀釋；稱取一定量的樣品；樣品與過量稀硫酸充分反應(yīng)；過濾、洗滌；干燥、稱重、計算
②寫出有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．

Answer 1

分析 （1）甲酸在濃硫酸、加熱的條件下分解生成CO與H₂O；
（2）尾氣的主要成分是CO、CO₂；
（3）實驗步驟：先通入CO一會兒后，加熱待反應(yīng)管內(nèi)的藥品完全后，停止加熱，然后繼續(xù)通入CO到玻璃管冷卻為止；
（4）若試驗中稱取銅粉樣品5.0g，充分反應(yīng)后，反應(yīng)管中剩余固體的質(zhì)量為4.8g，剩余固體全部為銅，利用差量法計算出原樣品中氧化銅的質(zhì)量，進而計算銅的質(zhì)量分數(shù)；
（5）①要測定銅的質(zhì)量分數(shù)，可以把濃硫酸稀釋，銅和稀硫酸不反應(yīng)，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)，即可求出銅的質(zhì)量分數(shù)．設(shè)計方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應(yīng)后，過濾，干燥，稱量剩余固體銅的質(zhì)量即可．②反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．

解答 解：（1）甲酸在濃硫酸、加熱的條件下分解生成CO與H₂O，反應(yīng)方程式為HCOOH$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+H₂O；
故答案為：HCOOH$\frac{\underline{\;濃H_{2}SO_{4}\;}}{△}$CO↑+H₂O；
（2）尾氣的主要成分是CO、CO₂；
故答案為：CO、CO₂；
（3）反應(yīng)完后，操作順序先撤酒精燈2，此時左邊裝置仍在制取CO，然后再關(guān)閉分液漏斗的開關(guān)，不再加入反應(yīng)試劑，最后撤酒精燈1停止反應(yīng)，這樣操作防止空氣中O₂進入右邊裝置銅又被氧化為氧化銅了，正確的操作順序為：熄滅酒精燈2，關(guān)閉漏斗開關(guān)，最后熄滅酒精1，即cab；
故答案為：cab；
（4）若試驗中稱取銅粉樣品5.0g，充分反應(yīng)后，反應(yīng)管中剩余固體的質(zhì)量為4.8g，剩余固體全部為銅，令樣品中CuO的質(zhì)量為m，則：
CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，固體質(zhì)量減少△m
80                 16
m                 5g-4.8g=0.2g
$\frac{80}{m}$=$\frac{16}{0.2g}$，
故m=1g，
所以原樣品中金屬銅的質(zhì)量分數(shù)為$\frac{5g-1g}{5g}$×100%=80%；
故答案為：80%；
（5）①要測定銅的質(zhì)量分數(shù)，可以把濃硫酸稀釋，銅和稀硫酸不反應(yīng)，氧化銅和稀硫酸反應(yīng)，即可求出銅的質(zhì)量分數(shù)．設(shè)計方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應(yīng)后，過濾，干燥，稱量剩余固體銅的質(zhì)量即可；
故答案為：將濃硫酸稀釋；稱取一定量的樣品；樣品與過量稀硫酸充分反應(yīng)；過濾、洗滌；干燥、稱重、計算；
②反應(yīng)的化學(xué)方程式為CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
故答案為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．

點評 本題考查學(xué)生對實驗原理與實驗操作的理解、實驗方案設(shè)計、元素化合物性質(zhì)、化學(xué)計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關(guān)鍵，需要學(xué)生具備扎實的基礎(chǔ)知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．