题目内容

【题目】已知氧化铜样品中主要成分是CuO,还含有少量杂质。为了测定样品中氧化铜的质量分数,兴趣小组的同学进行了如下实验,请你参与过程分析。

(资料1)草酸晶体(H2C2O4·3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解,化学方程式为:

H2C2O4·3H2O CO2↑+ CO↑+ 4H2O

(资料2)浓硫酸具有吸水性,是常见的液态干燥剂。碱石灰是生石灰和氢氧化钠的固体混合物,是常见的干燥剂,能吸收水和二氧化碳。

(1)下列可用作草酸分解制取气体的装置是__________(填字母编号)。

(问题讨论)用下图所示装置进行实验:

(2)实验前应先_____________。

(3)进入C中的气体是纯净、干燥的CO,则A、B中的试剂依次是___________(填字母编号)。

a 浓硫酸 b 足量的澄清的石灰水

(4)A装置的作用是__________,写出相应的方程式_____________。

(5)对C装置加热前和停止加热后,都要通入过量的CO,其作用分别是:

①加热前_______________。 ②停止加热后________________。

(数据分析与计算)

称取氧化铜样品10.0g,用上述装置进行实验,完全反应后,称得C装置中剩余固体的质量为8.4g,求原样品中氧化铜的质量分数______________?(写出计算过程)

(实验评价)

反思1:请指出(问题讨论)中实验装置的一个明显缺陷__________。

反思2: 本实验中如果缺少B装置(不考虑其它因素),则测得样品中氧化铜的质量分数与实际值相比会__________(填“偏小”、“不变”或“偏大”)。

反思3:不用上述方法,通过测定________ 装置(填序号)的质量变化,也可以获得氧化铜质量的分数。

【答案】d 检查装置的气密性 b a 除去气体中的二氧化碳 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 排出装置内的空气,防止发生爆炸 防止热的铜重新被氧化 80% 无尾气处理装置,没有反应掉的一氧化碳会污染空气 不变 D(或D和E)

【解析】

(1)草酸分解制气体需要浓硫酸催化并加热,是固体与液体在加热的条件下反应的,所以发生装置选d;

(2)做实验前应先检查装置的气密性;

(3)因为反应同时会产生二氧化碳和水,所以要用浓硫酸来吸水,用足量的澄清石灰水来吸收二氧化碳,且吸水在最后一步,故A中试剂为足量的澄清石灰水,B中的试剂为浓硫酸,填:b a;

(4)A装置的作用是除去气体中的二氧化碳,相关的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;

(5)在加热前通一氧化碳的目的是排出装置内的空气,防止发生爆炸,在加热后继续通一氧化碳的目的是防止热的铜重新被氧化。

[数据分析与计算]

设原样品中氧化铜的质量分数为x

=

x=80%

[实验评价]

反思1:此实验中有一明显的缺陷是无尾气处理装置,没有反应掉的一氧化碳会污染空气。

反思2:因此实验是通过计算C装置的固体变化量来测样品中氧化铜的质量分数的,如果缺少B装置,水没有去除会被D吸收,而不会留在C中,所以对实验结果没有影响,即与实际值相比不变。

反思3:不用上述方法,通过测定D装置反应前后的质量变化也可获得氧化铜的质量分数,因为D装置增加的质量就是一氧化碳还原氧化铜生成的二氧化碳的质量,再根据化学方程式进行计算。(若不考虑有空气中的二氧化碳和水进入E装置,也可称量D和E装置的总增加的质量进行计算)

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