Question

【題目】某含銅樣品的主要成分為aCuCO3·bCu(OH)2(a、b均為最簡正整數(shù))，為測定其化學(xué)組成和Cu元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)小組經(jīng)查閱資料，設(shè)計(jì)了兩種不同的實(shí)驗(yàn)方案(假定雜質(zhì)對實(shí)驗(yàn)無干擾)。

Ⅰ．甲組同學(xué)利用以下方法測定：

①在一定質(zhì)量的樣品中加入過量的稀硫酸，過濾，測量產(chǎn)生氣體的體積(忽略水蒸氣的體積)；

②在濾液中加過量的NaOH稀溶液，過濾；

③灼燒②中所得濾渣，直至殘留固體恒重。

(1)為了除去濾渣中的可溶性雜質(zhì)，需要對濾渣進(jìn)行的操作是_______。濾渣應(yīng)在_________________________(填儀器名稱)中進(jìn)行灼燒。

(2)利用如圖裝置測量氣體體積時(shí)，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：①恢復(fù)至室溫；②________；③平視且視線與凹液面最低處相切。若操作無誤，但氣體體積測量結(jié)果仍然明顯偏低，合理的改進(jìn)措施是__________。

(3)甲組同學(xué)在處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，將常溫常壓下測得的氣體體積V L換算成V/22.4 mol進(jìn)行計(jì)算，則計(jì)算所得的a將_______(填“偏大”“偏小”或“無影響”)。

Ⅱ．乙組同學(xué)利用如圖裝置進(jìn)行測定(夾持及加熱裝置略去)：

(4)裝置B中的藥品是_______，裝置D的作用是__________________________。

(5)若樣品的質(zhì)量為20 g，充分反應(yīng)后測得裝置B中固體質(zhì)量增加了0.9 g，裝置C中固體質(zhì)量增加了4.4 g，則樣品中主要成分的化學(xué)式為__________，樣品中銅元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為______________________。

Answer 1

【答案】洗滌 坩堝 調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管的液面相平 將量氣裝置中的水換為飽和碳酸氫鈉溶液 偏大 無水氯化鈣 防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置C，影響測定結(jié)果 2CuCO3·Cu(OH)2 48%

【解析】

甲組同學(xué)的方法：加入過量稀硫酸使碳酸銅和氫氧化銅均溶解，溶解時(shí)放出二氧化碳，通過測量氣體體積可得碳酸銅的量；在濾液中加入過量的氫氧化鈉溶液，首先中和掉上一步過量的酸，然后使Cu2+沉淀，通過稱量灼燒后的沉淀的量可以得到Cu2+的量。

乙組同學(xué)的方法：將樣品反應(yīng)得到的水和二氧化碳分步吸收，通過儀器質(zhì)量的變化得到各組分的量。

(1)濾渣上還附著大量的硫酸鈉，需要通過洗滌操作洗掉；進(jìn)行固體灼燒操作應(yīng)該使用的儀器是坩堝。

(2) 利用如圖裝置測量氣體體積，讀數(shù)時(shí)應(yīng)注意：①恢復(fù)至室溫；②調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管的液面相平，使壓力相等；③平視且視線與液體的凹液面最低處相切，這樣才能得到準(zhǔn)確的讀數(shù)，若操作無誤，但氣體體積測量結(jié)果仍然明顯偏低，可能是由于水對二氧化碳的溶解吸收作用，可改為吸收CO2能力更小的飽和碳酸氫鈉溶液。

(3)常溫常壓下測得的氣體體積比標(biāo)準(zhǔn)狀況下測得的大，可以計(jì)算得到的氣體的物質(zhì)的量比實(shí)際大，a值將偏大。

(4)B的作用是吸收樣品中分解產(chǎn)生的水蒸氣，不能將二氧化碳同時(shí)吸收，可以選擇無水氯化鈣；D的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入裝置C，影響測定結(jié)果。

(5)0.9g水的物質(zhì)的量為0.05mol，4.4g二氧化碳的物質(zhì)的量為0.1mol，所以碳酸銅與氫氧化銅的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2：1，則a=2，b=1，所以化學(xué)式為2CuCO3·Cu(OH)2；該樣品的物質(zhì)的量為0.05mol，樣品中的銅元素的質(zhì)量為：0.05mol×3×64g·mol-1=9.6g，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9.6g/20g×100％=48％。