Question

2．某同學設計一個實驗，證明氧化銅中含有氧元素，并測定氧化銅中氧元素的質量分數(shù)，實驗裝置如圖．
（1）實驗前要先進行的操作是通入氮氣，趕盡玻璃管內的空氣．
（2）實驗中看到盛放澄清石灰水的燒杯中出現(xiàn)的現(xiàn)象是澄清的石灰水變渾濁原因是在高溫的條件下木炭粉和氧化銅反應后生成的二氧化碳氣體通入澄清石灰水的燒杯中，和石灰水發(fā)生反應，生成碳酸鈣沉淀．
（3）實驗中通入的氣體是純凈干燥的N₂，說出不用空氣的理由：空氣中含有CO₂，會使生成沉淀的質量增加而導致實驗結果不準確，空氣中含有氧氣，木炭與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳，影響實驗測定的結果；實驗中也不能用潮濕的氮氣的原因是：氮氣中的水分影響對生成二氧化碳質量的測定．
（4）如用4克氧化銅與碳充分反應，測得石灰水增重1.1克，則氧化銅中氧元素的質量分數(shù)為20%．

Answer 1

分析 （1）本題的要求要從實驗目的考慮；
（2）根據(jù)在加熱的條件下碳與氧化銅反應生成了二氧化碳能與石灰水反應分析回答；
（3）根據(jù)實驗的目的、空氣的成分和注意事項方面考慮；
（4）根據(jù)元素的質量分數(shù)公式計算即可．

解答 解：（1）由于玻璃管內的空氣中含有氧氣、二氧化碳等，對實驗結果的測定造成了影響，所以實驗前要先進行的操作是：通入氮氣，趕盡玻璃管內空氣．
（2）由于在高溫的條件下木炭粉和氧化銅反應后生成的二氧化碳氣體通入澄清石灰水的燒杯中，和石灰水發(fā)生反應，生成碳酸鈣沉淀，所以澄清的石灰水變渾濁．
（3）因為空氣中含有含有CO₂，會使生成沉淀的質量增加而導致實驗結果不準確；空氣中含有氧氣，木炭與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳，影響實驗測定的結果；
    潮濕的氮氣中的水分影響澄清石灰水質量的變化，而使數(shù)據(jù)不準確而造成測定結果的誤差；
（4）石灰水增加的質量即為生成的CO₂的質量，由方程式C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑可知，氧化銅中氧元素的質量即為生成的CO₂中氧元素的質量，CO₂中氧元素的質量為1.1g×$\frac{32}{44}$=0.8g，故氧化銅中氧元素的質量分數(shù)為：$\frac{0.8g}{4g}$×100%=20%．
故答案為：（1）通入氮氣，趕盡玻璃管內空氣．（2）澄清的石灰水變渾濁，在高溫條件下木炭粉和氧化銅反應后生成的二氧化碳氣體通入澄清石灰水的燒杯中，和石灰水發(fā)生反應，生成碳酸鈣沉淀．（3）空氣中含有CO₂，會使生成沉淀的質量增加而導致實驗結果不準確；空氣中含有氧氣，木炭與空氣中的氧氣反應生成二氧化碳，影響實驗測定的結果；氮氣中的水分影響對生成二氧化碳質量的測定．（4）20%．

點評 本題主要考查學生對實驗操作的要求和注意事項的掌握情況以及運用元素的質量分數(shù)公式進行計算的能力．