Question

16．某化學興趣小組利用純凈、干燥的氫氣與氧化銅充分反應，通過生成水的質量來測定樣品中氧化銅的純度（即氧化銅的質量分數），樣品中其他成分不與氫氣反應．設計如下實驗裝置：

回答下列問題：
（1）實驗開始時，應該先B（填標號）．
A．給氧化銅加熱     B．打開分液漏斗的活塞滴加酸液
（2）裝置B的作用是除去氫氣中混有的水蒸氣．
（3）裝置C中反應的化學方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
（4）稱得氧化銅樣品為17.0g，實驗前、后裝置D（包含藥品）的質量分別為214.4g和218.0g，則此樣品中氧化銅的純度是94.1%．（精確到0.1%）．
（5）甲同學認為利用上述實驗裝置測得H₂O的質量并計算樣品的純度，實驗結果會偏高，你認為原因可能是空氣中的水蒸氣進入裝置D中．
（6）乙同學指出該實驗裝置還有一個明顯缺陷：缺少尾氣處理裝置．

Answer 1

分析 （1）氫氣具有可燃性，與空氣混合易發生爆炸，實驗過程中要保證整個裝置內已充滿氫氣，據此設計實驗的操作程序；
（2）根據裝置B中的藥品推測作用；
（3）裝置C中的反應是氫氣還原氧化銅；
（4）根據裝置D增加的質量是水的質量，由化學方程式計算出氧化銅的質量，再求純度；
（5）（6）根據該裝置的特點解答．

解答 解：（1）為保證整個裝置內已充滿氫氣，因此實驗的操作程序是：檢查裝置的氣密性→產生氫氣→收集氫氣并進行驗純→加熱→停止加熱→繼續通氫氣至冷卻→停止通入氫氣；
（2）裝置B的作用干燥；
（3）裝置C中反應的是氫氣還原氧化銅；
（4）裝置D增加的質量是水的質量，即218.0g-214.4g=3.6g，
設參加反應的氧化銅的質量為x
H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu+H₂O；
   80         18
    x         3.6g
$\frac{80}{x}=\frac{18}{3.6g}$，x=16g
此樣品中氧化銅的純度是$\frac{16g}{17g}$×100%=94.1%；
（5）裝置D與空氣相通，會吸收空氣中的水分，測得水的質量會偏大，計算樣品的純度時，實驗結果會偏高．
（6）該實驗會產生敞口的，尾氣處理裝置沒有得到處理．
故答案為：
（1）B；
 （2）除去氫氣中混有的水蒸氣；
（3）H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Cu+H₂O；
（4）94.1% 
（5）空氣中的水蒸氣進入裝置D中
（6）缺少尾氣處理裝置（其他合理答案也可）

點評 本考點主要考查依據實驗的目的進行氣體的制取裝置和收集裝置、干燥裝置的選擇，同時也考查了化學方程式的書寫和有關的計算，綜合性比較強．