Question

16．某氧化铜（CuO）粉末中混有少量氧化亚铜（Cu₂O），课外活动小组的同学利用如图所示装置测定其中Cu₂O的含量，请根据图示内容回答下列问题：

（1）X是H₂（可能混有少量水和二氧化碳），A装置的作用是吸收二氧化碳，B装置的作用是干燥氢气．
（2）已知Cu₂O在加热条件下也能被H₂还原为Cu，反应的化学方程式为Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O．
（3）已知反应前混合物的总质量为22.4g，待装置冷却后停止通入H₂，测得U型管内物质的质量增加了3.6g，则原混合物中Cu₂O的质量为6.8g．
（4）若没有E装置，则测得的Cu₂O的质量偏低（填“偏高”、“偏低”、“无影响”）

Answer 1

分析 （1）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，为了实验的准确性，参加反应的氢气要进行干燥和除二氧化碳；
（2）Cu₂O在加热条件下也能被H₂还原为Cu，根据元素守恒书写化学方程式；
（3）已知反应前混合物的总质量为22.4g，完全反应后U型管内物质的质量增加了3.6g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：22.4g-X，它与H₂反应生成水的质量为3.6g-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，如果没E装置，则测得的产物水的质量偏大，据此分析．

解答 解：（1）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，为了实验的准确性，参加反应的氢气要进行干燥和除二氧化碳，所以装置A的作用是吸收二氧化碳，装置B的作用是干燥氢气，
故答案为：吸收二氧化碳；干燥氢气；
 （2）Cu₂O在加热条件下也能被H₂还原为Cu，反应的化学方程式为Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O，
故答案为：Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O；
（3）已知反应前混合物的总质量为22.4g，完全反应后U型管内物质的质量增加了3.6g为水的质量，设原混合物中 Cu₂O的质量为X，它与H₂反应生成水的质量为Y，那么CuO的质量为：22.4g-X，它与H₂反应生成水的质量为3.6g-Y，
    CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O                                     
    80           18                                     
22.4g-X       3.6g-Y                 
Cu₂O+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+H₂O
144            18
X             Y
$\left\{\begin{array}{l}{18（22.4g-X）=80（3.6g-Y）}\\{144Y=18X}\end{array}\right.$

解方程组得：X=6.8g；
所以原混合物中Cu₂O的质量为6.8g，
故答案为：6.8g；            
（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，如果没E装置，则测得的产物水的质量偏大，由于单位质量的氧化亚铜产生水的质量小于氧化铜，所以生成的水越多，氧化铜的含量越大，所以测得的Cu₂O的质量分数偏低；
故答案为：偏低；

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，题目难度中等．