Question

已知木炭粉和氧化銅反應的化學方程為：C+2CuO

高溫

2Cu+CO₂↑
某同學設計一個實驗，證明氧化銅中含有氧元素，并測定氧化銅中氧元素的質量分數，實驗裝置如圖．
（1）實驗前要先進行的操作是

 

．
（2）實驗中看到盛放澄清石灰水的燒杯中出現的現象是

 

原因是

 

．
（3）實驗中通入的氣體是純凈干燥的N₂，說出不用空氣的理由：
①

 

；
②

 

；
實驗中也不能用潮濕的氮氣的原因是：

 

．
（4）如用4克氧化銅與碳充分反應，測得石灰水增重1.1克，則氧化銅中氧元素的質量分數為

 

．

Answer 1

分析：（1）本題的要求要從實驗目的考慮；
（2）欲正確解答本題，須知二氧化碳和石灰水反應的情況，以及生成物的性質；
（3）本題需從實驗的要求和注意事項方面考慮；
（4）根據元素的質量分數公式計算即可．

解答：解：（1）通入氮氣，趕盡管內空氣．
故答案為：通入氮氣，趕盡管內空氣．
（2）因為木炭粉和氧化銅反應后生成的二氧化碳氣體通入澄清石灰水的燒杯中，和石灰水發生反應，生成碳酸鈣沉淀，所以澄清的石灰水變渾濁．
故答案為：澄清的石灰水變渾濁，Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）因為空氣中含有二氧化碳和氧氣，可能使反應物和生成物的質量增加而導致實驗結果不準確．
故答案為：①空氣中含有CO₂，會使生成沉淀的質量增加而導致實驗結果不準確；
②空氣中含有氧氣，會使氧化銅的質量增加而導致實驗結果不準確．
實驗中也不能用潮濕的氮氣的原因是：用潮濕的氮氣會使熱的試管炸裂，同時在高溫下水也能和碳反應，導致木炭不是和氧化碳反應，會導致測定的氧元素的質量分數偏大．
故答案：用潮濕的氮氣會使熱的試管炸裂，同時在高溫下水也能和碳反應，導致木炭不是和氧化碳反應，會導致測定的氧元素的質量分數偏大．
（4）石灰水增加的質量即為生成的CO₂的質量，由方程式C+2CuO=2Cu+CO₂↑可知，氧化銅中氧元素的質量即為生成的CO₂中氧元素的質量，CO₂中氧元素的質量為1.1g×

32

44

=0.8g，故氧化銅中氧元素的質量分數為

0.8g

4g

×100%=20%．故答案為：20%．

點評：本題主要考查學生對實驗操作的要求和注意事項的掌握情況以及運用元素的質量分數公式進行計算的能力．