Question

16．为了探究氧化铜的组成，化学兴趣小组的同学进行了如图所示的实验，回答下列问题：

（1）实验开始时的操作步骤为：检查装置气密性后称取20g氧化铜粉末装入硬质玻璃管，测得硬质玻璃管及氧化铜质量为180g．连接装置，先关闭b、打开a通入氮气一会儿，再点燃C处和A处的酒精灯，然后关闭a、打开b通入一氧化碳．其中通入氮气的目的是排出硬质玻璃管中的空气．
（2）实验结束时的操作步骤为：待充分反应后，关闭b、打开a通入氮气，熄灭a处酒精灯一会儿后再熄灭C处酒精灯，至硬质玻璃管冷却后关闭a，测得硬质玻璃管及剩余固体质量为176g．实验过程中，装置B内的现象为澄清石灰水变浑浊，装置A硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．
（3）根据上述测量数据，列式并计算氧化铜中铜元素和氧元素的质量比4：1，若实验中氧化铜未完全反应，则所得结果会偏大（偏大、偏小、无影响）
（4）你认为该实验中使用氮气的优点是氮气的性质稳定，起保护作用．

Answer 1

分析 （1）玻璃管中的空气中含有二氧化碳，会影响实验测定结果；
（2）考虑二氧化碳的检验，考虑一氧化碳与氧化铜反应的化学方程式．
（3）根据根据题目中的数据、结合化合物中各元素质量比=各原子的相对原子质量×原子个数之比，进行分析解答；
（4）考虑氮气的性质稳定，起保护作用．

解答 解：（1）步骤③通入N₂的目的是排出硬质玻璃管中的空气；
（2）装置B内为澄清石灰水，其现象为澄清石灰水变浑浊，装置A硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．
（3）根据上述测量数据，可知氧元素的质量为180g-176g=4g，则列式并计算氧化铜中铜元素和氧元素的质量比（20g-4g）：4g=4：1，若实验中氧化铜未完全反应，则所得结果会偏大；
（4）该实验中使用氮气的优点是氮气的性质稳定，起保护作用．
故答案为：
（1）排出硬质玻璃管中的空气．（2）澄清石灰水变浑浊，CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．（3）4：1，偏大；
（4）氮气的性质稳定，起保护作用．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．