Question

如图所示，甲、乙两位同学用如下实验装置测定铜和氧化铜混合物中铜元素的含量，试回答下列有关问题：
A中可观察到的现象为：

Zn粒逐渐减少，且有气泡产生

，反应的化学方程式为：

Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑

C装置的作用为

除去氢气中水蒸气

测定方法：同学甲称量反应前后D装置中玻璃管及其固体物质的质量，同学乙称量反应前后E装置的质量验证同学甲的测定结果．已知D装置中铜和氧化铜混合物的质量为10g，经称量，反应前后E装置的质量分别为100.2g和102.0g，则同学乙测定的原混合物中铜元素的质量分数为

84%

（假设各装置中的反应或吸收都是完全的）  F装置的作用是吸收空气中的水蒸气，按同学乙的方法如不加F装置，会使实验结果

偏低

（填“偏低”或“偏高”）．

Answer 1

分析：根据锌和盐酸生成氯化锌和氢气进行解答；根据浓硫酸具有吸水性进行解答；根据E装置增加的质量为水的质量进行解答；根据如不加F装置会使得空气中水蒸气进入使得水的质量增加，那么计算出的氧化铜的质量也随着增加，所以会使实验结果偏小进行解答．

解答：解：（1）锌和盐酸生成氯化锌和氢气，A中可观察到的现象为Zn粒逐渐减少，且有气泡产生；反应的化学方程式为：Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
（2）浓硫酸具有吸水性，C装置的作用是除去氢气中水蒸气；
（3）E装置增加的质量为水的质量，水的质量=102.0g-100.2g=1.8g
设参加反应的氧化铜的质量为x．
CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O
80            18
x             1.8g

80

x

=

18

1.8g

，解得x=8.0g
氧化铜中铜元素的质量为：8.0g×

64

64+16

×100%=6.4g
原混合物中铜元素的质量分数=

10.0g-8.0g+6.4g

10.0g

×100%=84%
答：原混合物中铜元素的质量分数为84%．
（4）如不加F装置会使得空气中水蒸气进入使得水的质量增加，那么计算出的氧化铜的质量也随着增加，所以会使实验结果偏小．（如果题目设计原理是利用D装置质量变化前后求算，则是否用后面装置都不影响，所以不同的设计原理对操作和实验的仪器要求也不同，建议同学们平时要学会从不同的角度去考虑实验目的设计问题）
故答案为：（1）Zn粒逐渐减少，且有气泡产生；Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；（2）除去氢气中水蒸气；（4）84%；（6）偏低；

点评：该题是一道综合实验题，实验设计严密，考查的知识点较多，解题的关键是明确实验目的和原理，分析综合装置各部分的作用．