Question

1．某課外活動(dòng)小組對(duì)紅色銅粉（含炭）樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，所用裝置如圖所示（圖中部分儀器裝置已略去）．回答下列問題：
（一）實(shí)驗(yàn)?zāi)康臏y(cè)定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．
（二）實(shí)驗(yàn)用品
儀器：大試管、硬質(zhì)玻璃管、干燥管、酒精燈、鐵架臺(tái)等．
藥品：紅色銅粉（含炭）樣品、氯酸鉀、二氧化錳、堿石灰（固體NaOH和CaO的混合物，對(duì)某些氣體如CO₂、水蒸氣等具有很強(qiáng)的吸收能力）等．
（三）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	化學(xué)方程式
檢查裝置的氣密性．在A中裝入制氧氣藥品，稱量Wg樣品裝入C中，稱量D（堿石灰和干燥管，下同）的質(zhì)量為m1g．連接好儀器裝置．
對(duì)A進(jìn)行加熱
對(duì)C進(jìn)行加熱．當(dāng)C中藥品充分反應(yīng)后，停止加熱．
冷卻后，稱量D的質(zhì)量為m2g

（四）計(jì)算：紅色銅粉樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=（100-$\frac{300{m}_{2}-300{m}_{1}}{11W}$）%（用含W、m₁、m₂的代數(shù)式表示）
（五）問題和討論
實(shí)驗(yàn)完畢后，老師評(píng)議說，按以上設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，即使C中反應(yīng)完全，D中吸收完全，也得不出正確結(jié)果．經(jīng)討論，有同學(xué)認(rèn)為應(yīng)在A和C之間加一裝置，再次實(shí)驗(yàn)后，得到了較正確的結(jié)果．在A和C之間應(yīng)加入的裝置是干燥管內(nèi)裝堿石灰（或加干燥裝置內(nèi)裝濃硫酸）．

Answer 1

分析 （一）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過程和實(shí)驗(yàn)裝置來判斷實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />（三）根據(jù)銅和碳的化學(xué)性質(zhì)及各裝置的用途來判斷每一步驟中現(xiàn)象并寫出化學(xué)方程式；
（四）根據(jù)圖中裝置及實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�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(zhì)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(yīng)開始生成的氣體會(huì)帶出一部分水蒸氣解答．

解答 解：（一）實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的目的就是來探究銅粉在混合物中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的；
（三）根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目梢灾�道若�?yàn)證銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，可以用氧氣來與之反應(yīng)，然后測(cè)量質(zhì)量進(jìn)行求算，所可以判斷在B中所發(fā)生的反應(yīng)為過氧化氫溶液和二氧化錳的反應(yīng)，所以可以知道該裝置中所發(fā)生的反應(yīng)為過氧化氫和二氧化錳的反應(yīng)，故可以寫出化學(xué)方程式，而實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：在B和E裝置中產(chǎn)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(huì)和氧氣反應(yīng)，以可以寫出該反應(yīng)的化學(xué)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(zhì)量變化即為生成的氣體二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)質(zhì)量守和定律可以知道，二氧化碳中的碳的質(zhì)量即為碳粉的質(zhì)量，所以碳的質(zhì)量=（m₂-m₁）×$\frac{12}{44}$×100%，那么銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{W-（{m}_{2}-{m}_{1}）×\frac{12}{44}}{W}×100%$=（100-$\frac{300{m}_{2}-300{m}_{1}}{11W}$）%；
（五）過氧化氫溶液分解產(chǎn)生的氧氣逸出時(shí)會(huì)帶出一部分水蒸氣，被D裝置吸收，而使測(cè)得的二氧化碳?xì)怏w的質(zhì)量增加，即碳的質(zhì)量增加，所以會(huì)使測(cè)量結(jié)果偏小，為了防止水蒸氣影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以在A和C之間加一個(gè)盛有堿石灰的干燥管，從而使結(jié)果盡可能的準(zhǔn)確．
答案：
（一）測(cè)定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
（三）

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	化學(xué)方程式
	2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑
紅色的粉末變?yōu)楹谏?/TD>	2Cu+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2CuO   C+O2$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ CO2

（四）（100-$\frac{300{m}_{2}-300{m}_{1}}{11W}$）%；
（五）干燥管內(nèi)裝堿石灰（或加干燥裝置內(nèi)裝濃硫酸）．

點(diǎn)評(píng) 熟練掌握碳和銅的化學(xué)性質(zhì)，知道氧氣的實(shí)驗(yàn)室制法并會(huì)書寫化學(xué)方程式，對(duì)于用固體和液體制取氣體的方法，在生成氣體時(shí)容易帶出水蒸氣，如果水蒸氣能夠干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象要注意對(duì)氣體進(jìn)行干燥，防止干擾實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象．