Question

某CuO粉末中混有少量Cu₂O．有一个课外活动小组利用如图所示装置测定其中Cu₂O的含量．根据图示内容回答下列问题：

（1）气体X是常见还原剂CO、H₂中的一种，请根据组合装置判断X是

 

．
（2）装置B的作用是

 

，若缺少B装置，将直接导致测定出的质量偏

 

（填大、小）．
（3）已知反应前CuO和Cu₂O的总质量为m₁ g，完全反应后U型管内物质的质量增加了m₂ g，则原混合物中Cu₂O的质量为

 

g．
（4）装置E的作用是

 

．
（5）反应后，装置C中只有Cu，写出Cu₂O与气体X反应的化学方程式，

 

．其中氧化剂是

 

，被氧化的元素是

 

．

Answer 1

考点：探究物质的组成或测量物质的含量

专题：实验探究和数据处理题

分析：（1）该题是一道综合实验题，由题意可知，实验目的是测定氧化铜和氧化亚铜混合物中氧化亚铜的含量，反应原理是利用还原性气体夺氧．氢气夺氧生成的水被氯化钙吸收，D装置质量增加量为生成的水的质量．已知氧化铜和氧化亚铜混合物的质量和生成水的质量，根据相关的化学方程式就可求出氧化亚铜的质量，确定混合物中其含量；
（2）由题意知氢气中混有水蒸气和二氧化碳气体，若不除去，测得水的质量就会有偏差，为此在氢气夺氧前必须将其除去，干燥用装置B中浓硫酸，除二氧化碳用装置A中氢氧化钠溶液，在除二氧化碳时因从溶液里经过，必定带出水蒸气，所以要把干燥放在其后进行；
（3）已知反应前混合物的总质量为m₁ g，完全反应后U型管内物质的质量增加了m₂ g为水的质量，设原混合物中 Cu₂O的质量为X，它与H₂反应生成水的质量为Y，那么CuO的质量为：m₁g-X，它与H₂反应生成水的质量为m₂g-Y，依据化学方程式定量关系计算得到；
（4）当D与外界连通时，氯化钙会吸收空气中的水蒸气，使测得水的质量出现偏差，所以加E装置，用以防止空气中的水蒸气进入D装置，使实验数据更准确；
（5）Cu₂O在加热的条件下也能被X气体还原为Cu，氧化亚铜做还原剂被还原．

解答： 解：（1）A装置中盛放浓烧碱溶液，能与二氧化碳反应，其作用是除去H₂中的CO₂气体，D装置的作用是吸收X气体夺氧后生成的气体，由D装置盛放氯化钙干燥剂可知，吸收的是水，所以X气体为氢气，化学式为H₂，故答案为：H₂；
 （2）B装置中盛放浓硫酸，浓硫酸具有吸水性，其作用是干燥H₂ ，若缺少它，氢气携带的水蒸气经过C装置也会进入D装置，被氯化钙吸收，使测得水的质量出现偏差．所以若缺少它，将直接导致反应后D装置内的物质的质量偏小，
故答案为：干燥气体；小；
（3）已知反应前混合物的总质量为m₁ g，完全反应后U型管内物质的质量增加了m₂ g为水的质量，设原混合物中 Cu₂O的质量为X，它与H₂反应生成水的质量为Y，那么CuO的质量为：m₁g-X，它与H₂反应生成水的质量为m₂g-Y．
 CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O                                     
80           18                                     
m₁g-X       m₂g-Y                 
Cu₂O+H₂

△   .

2Cu+H₂O
144            18
X             Y
18（m₁g-X）=80（m₂g-Y）
144Y=18X
解方程组得：X=

9

4

m₁-10m₂ ；
所以原混合物中Cu₂O的质量为

9

4

m₁-10m₂ g，
故答案为：

9

4

m₁-10m₂ ；            
（4）当D与外界连通时，氯化钙会吸收空气中的水蒸气，使测得水的质量出现偏差，所以加E装置，用以防止空气中的水蒸气进入D装置，使实验数据更准确；
故答案为：防止空气中的水蒸气进入D；
（5）Cu₂O在加热的条件下也能被X气体还原为Cu，Cu₂O+H₂ 

△   .

 2Cu+H₂O，氧化亚铜做还原剂被还原，氢元素被氧化；
故答案为：Cu₂O+H₂ 

△   .

 2Cu+H₂O；Cu₂O；H．

点评：该题是一道综合实验题，实验设计严密，考查的知识点较多，解题的关键是明确实验目的和原理，分析综合装置各部分的作用