Question

實驗室有CuO和銅粉的混合物．要測定該樣品（已稱得其質量為m g）中氧化銅的質量分數．用下圖所示儀器裝置制取H₂，再用H₂還原CuO，最后根據樣品質量的減少和無水CaCl₂質量的增加來測定樣品中氧化銅的質量分數．

請回答：（1）儀器中裝入的試劑：D

 

．
（2）操作“①打開A的活塞”和“②點燃E處酒精燈”應該先進行的是

 

（填序號），在這兩步操作之間還應進行的操作是：

 

．
（3）若實驗中有部分CuO被還原為紅色的Cu₂O，對實驗的影響為

 

（偏大、偏小、無影響）．
（4）若測得的原質量為a g的硬質玻璃管（E），反應后質量變?yōu)閎 g；U型管實驗后質量增加n g，由以上數據可以列出計算氧化銅質量分數的兩個不同計算式：計算式1：

 

；計算式2：

 

．

Answer 1

考點：探究物質的組成或測量物質的含量,銅金屬及其重要化合物的主要性質

專題：幾種重要的金屬及其化合物

分析：制取H₂，再用H₂還原CuO，最后根據樣品質量的減少和無水CaCl₂質量的增加來測定樣品中氧化銅的質量分數，所以A裝置是制取氫氣的裝置，制得的氫氣中含有HCl雜質，通過B裝置中的飽和食鹽水來吸收，C是干燥氫氣的裝置，所以C中盛放的是濃硫酸，E是氫氣還原氧化銅裝置，F中的無水氯化鈣吸收的是氫氣還原氧化銅得到的水，最后的裝置是防止空氣中水的干擾的，據此回答判斷．

解答： 解：制取H₂，再用H₂還原CuO，最后根據樣品質量的減少和無水CaCl₂質量的增加來測定樣品中氧化銅的質量分數，所以A裝置是制取氫氣的裝置，制得的氫氣中含有HCl雜質，通過B裝置中的飽和食鹽水來吸收，C是干燥氫氣的裝置，所以C中盛放的是濃硫酸，E是氫氣還原氧化銅裝置，F中的無水氯化鈣吸收的是氫氣還原氧化銅得到的水，最后的裝置是防止空氣中水的干擾的，
（1）C是干燥氫氣的裝置，C中盛放的是濃硫酸，故答案為：濃硫酸；
（2）操作“①打開A的活塞”產生的氫氣，現將裝置中的空氣以及水蒸汽排凈，待氫氣純凈后，“點燃E處酒精燈”，可以減小實驗誤差，故答案為：①；
收集G處的氣體檢驗純度；
（3）若實驗中有部分CuO被還原為紅色的Cu₂O，則E中固體減小的質量偏小，氧化銅的質量分數偏小，故答案為：偏小；
（4）若測得的原質量為a g的硬質玻璃管（E），反應后質量變?yōu)閎 g，
根據固體質量差量法：CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O  固體質量減小
                   80        64        16
               5（a-b）g                （a-b）g

所以氧化銅的質量分數=

5(a-b)

m

，U型管實驗后質量增加n g，則生成水的質量是ng，則
CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O 
80          18
            ng
此時氧化銅的質量分數是

80n

18m

=

40n

9m

．
故答案為：

5(a-b)

m

；

40n

9m

．

點評：本題是關于物質的組成以及含量的測定題目，解題的關鍵是掌握實驗原理以及實驗的結果的影響因素，難度較大．