Question

已知木炭粉和氧化铜反应的化学方程为：C+2CuO

高温

2Cu+CO₂↑
某同学设计一个实验，证明氧化铜中含有氧元素，并测定氧化铜中氧元素的质量分数，实验装置如图．
（1）实验前要先进行的操作是

 

．
（2）实验中看到盛放澄清石灰水的烧杯中出现的现象是

 

原因是

 

．
（3）实验中通入的气体是纯净干燥的N₂，说出不用空气的理由：
①

 

；
②

 

；
实验中也不能用潮湿的氮气的原因是：

 

．
（4）如用4克氧化铜与碳充分反应，测得石灰水增重1.1克，则氧化铜中氧元素的质量分数为

 

．

Answer 1

分析：（1）本题的要求要从实验目的考虑；
（2）欲正确解答本题，须知二氧化碳和石灰水反应的情况，以及生成物的性质；
（3）本题需从实验的要求和注意事项方面考虑；
（4）根据元素的质量分数公式计算即可．

解答：解：（1）通入氮气，赶尽管内空气．
故答案为：通入氮气，赶尽管内空气．
（2）因为木炭粉和氧化铜反应后生成的二氧化碳气体通入澄清石灰水的烧杯中，和石灰水发生反应，生成碳酸钙沉淀，所以澄清的石灰水变浑浊．
故答案为：澄清的石灰水变浑浊，Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）因为空气中含有二氧化碳和氧气，可能使反应物和生成物的质量增加而导致实验结果不准确．
故答案为：①空气中含有CO₂，会使生成沉淀的质量增加而导致实验结果不准确；
②空气中含有氧气，会使氧化铜的质量增加而导致实验结果不准确．
实验中也不能用潮湿的氮气的原因是：用潮湿的氮气会使热的试管炸裂，同时在高温下水也能和碳反应，导致木炭不是和氧化碳反应，会导致测定的氧元素的质量分数偏大．
故答案：用潮湿的氮气会使热的试管炸裂，同时在高温下水也能和碳反应，导致木炭不是和氧化碳反应，会导致测定的氧元素的质量分数偏大．
（4）石灰水增加的质量即为生成的CO₂的质量，由方程式C+2CuO=2Cu+CO₂↑可知，氧化铜中氧元素的质量即为生成的CO₂中氧元素的质量，CO₂中氧元素的质量为1.1g×

32

44

=0.8g，故氧化铜中氧元素的质量分数为

0.8g

4g

×100%=20%．故答案为：20%．

点评：本题主要考查学生对实验操作的要求和注意事项的掌握情况以及运用元素的质量分数公式进行计算的能力．