Question

6．某工厂的原料Fe₂O₃（粉末状）中混入了铜粉，现要测定混合物中铜粉的质量分数，可用多种方法．请按测定步骤依次选择下列所示的实验步骤（填编号字母），要求列举3种方法，并写出其中一种方法所对应的铜粉质量分数表达式（用含有字母的代数式）．
可选择的实验操作步骤有（可重复选用）：
A．用天平称取混合物m₁（g）；    B．在空气中充分加热m₁（g）混合物；
C．将m₁（g）混合物加到足量的氯化锌溶液中；  D．将m₁（g）混合物加到足量的硝酸银溶液中；    E．小心过滤；   F．在高温加热m₁（g）混合物的条件下通入充足的CO； G．根据混合物反应前后的质量变化进行计算；  H．用天平称量冷却后的混合物质量m₂（g）； I．用天平称量洗涤、干燥后的滤出物质量m₃（g）
（1）方法一：铜在加热的条件下生成氧化铜，依据固体增加的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数，实验步骤为：A、B、H、G
（2）方法二：铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，依据置换出的银的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数，实验步骤为：A、D、E、I、G
（3）方法三：氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，依据固体减少的质量，结合方程式计算出氧化铁的质量，然后得到铜的质量分数，实验步骤为：A、F、H、G，
（4）方法三所对应的铜粉质量分数表达式$\frac{10{m}_{2}-7{m}_{1}}{3{m}_{1}}$×100%．（任意选取一个，但必须与所填写的方法相对应）：

Answer 1

分析 方法一：根据铜在加热的条件下生成氧化铜，依据固体增加的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数进行分析；
方法二：根据铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，依据置换出的银的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数进行分析；
方法三：根据氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，依据固体减少的质量，结合方程式计算出氧化铁的质量，然后得到铜的质量分数进行分析．

解答 解：方法一：铜在加热的条件下生成氧化铜，依据固体增加的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数，实验步骤为：A、B、H、G；
方法二：铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，依据置换出的银的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数，实验步骤为：A、D、E、I、G；
方法三：氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，依据固体减少的质量，结合方程式计算出氧化铁的质量，然后得到铜的质量分数，实验步骤为：A、F、H、G；
选用方法三计算铜的质量分数：
氧化铁中氧元素质量为：m₁g-m₂g=（m₁-m₂）g，氧化铁质量为：（m₁-m₂）g÷$\frac{48}{160}$=$\frac{10}{3}$（m₁-m₂）g，
铜质量为：m₁g-$\frac{10}{3}$（m₁-m₂）g=$\frac{1}{3}$（10m₂-7m₁）g，
铜的质量分数为：$\frac{\frac{1}{3}（10{m}_{2}-7{m}_{1}）g}{{m}_{1}g}$×100%．
故答案为；铜在加热的条件下生成氧化铜，依据固体增加的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数，实验步骤为：A、B、H、G；
铜和硝酸银反应生成硝酸铜和银，依据置换出的银的质量，结合方程式计算出铜的质量，得到铜的质量分数，实验步骤为：A、D、E、I、G；
氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳，依据固体减少的质量，结合方程式计算出氧化铁的质量，然后得到铜的质量分数，实验步骤为：A、F、H、G；
三，铜的质量分数为：$\frac{10{m}_{2}-7{m}_{1}}{3{m}_{1}}$×100%．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．