Question

2．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通入氮气，赶尽玻璃管内的空气．
（2）实验中看到盛放澄清石灰水的烧杯中出现的现象是澄清的石灰水变浑浊原因是在高温的条件下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．
（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：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，空气中含有氧气，木炭与空气中的氧气反应生成二氧化碳，影响实验测定的结果；实验中也不能用潮湿的氮气的原因是：氮气中的水分影响对生成二氧化碳质量的测定．
（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20%．

Answer 1

分析 （1）本题的要求要从实验目的考虑；
（2）根据在加热的条件下碳与氧化铜反应生成了二氧化碳能与石灰水反应分析回答；
（3）根据实验的目的、空气的成分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）由于玻璃管内的空气中含有氧气、二氧化碳等，对实验结果的测定造成了影响，所以实验前要先进行的操作是：通入氮气，赶尽玻璃管内空气．
（2）由于在高温的条件下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．
（3）因为空气中含有含有CO₂，会使生成沉淀的质量增加而导致实验结果不准确；空气中含有氧气，木炭与空气中的氧气反应生成二氧化碳，影响实验测定的结果；
    潮湿的氮气中的水分影响澄清石灰水质量的变化，而使数据不准确而造成测定结果的误差；
（4）石灰水增加的质量即为生成的CO₂的质量，由方程式C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑可知，氧化铜中氧元素的质量即为生成的CO₂中氧元素的质量，CO₂中氧元素的质量为1.1g×$\frac{32}{44}$=0.8g，故氧化铜中氧元素的质量分数为：$\frac{0.8g}{4g}$×100%=20%．
故答案为：（1）通入氮气，赶尽玻璃管内空气．（2）澄清的石灰水变浑浊，在高温条件下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．（3）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；空气中含有氧气，木炭与空气中的氧气反应生成二氧化碳，影响实验测定的结果；氮气中的水分影响对生成二氧化碳质量的测定．（4）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．