Question

甲、乙兩同學共用一套實驗裝置（見圖）測定銅和氧化銅混合物中銅元素的含量．雖然兩位同學用的是同一套實驗裝置，但是具體的做法卻不盡相同．甲同學關注的重點是裝置D中放置固體混合物的玻管．他通過稱量，測定出該玻管（含固體混合物，下同）在反應前后的質量差，然后據此計算銅的含量．而乙同學則是測定反應前后U形干燥管E（含干燥劑，下同）的質量差，再根據這些數據計算銅的含量．設試樣的質量為W，反應前后玻管的質量分別為D₁、D₂；反應前后U形干燥管的質量分別為E₁、E₂．試回答下列有關問題：
（1）寫出甲、乙兩同學銅元素含量的計算式：Cu%（甲）=

 

；Cu%（乙）=

 

；
（2）裝置C在本實驗中所起的作用是

 

，如果缺少了這個裝置，對實驗的結果是否有影響？

 

；原因是：

 

；
（3）裝置F在本實驗中所起的作用是

 

；如果缺少了這個裝置，對實驗的結果是否有影響？

 

；原因是：

 

；
（4）為保證混合物中氧化銅完全還原，實驗中應該怎樣操作？

 

；
（5）為了提高測定結果的準確性，在卸下裝置D中的玻管或U形干燥管進行稱量前，必須妥善地完成哪些操作？

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,氣體的凈化（除雜）,氫氣的制取和檢驗,氫氣的化學性質與燃燒實驗

專題：綜合實驗題

分析：（1）根據D裝置中減少的質量為氧化銅中氧元素的質量，而E裝置中增加的質量為生成水的質量進行解答；
（2）根據濃硫酸具有吸水性進行解答；
（3）根據如不加F裝置會使得空氣中水蒸氣進入使得水的質量增加，那么計算出的氧化銅的質量也隨著增加，所以會使實驗結果偏小進行解答；
（4）根據實驗的注意事項進行解答；
（5）根據氫氣還原氧化銅的實驗步驟進行解答．

解答：解：（1）D裝置中減少的質量為氧化銅中氧元素的質量，所以Cu%（甲）=

W-(D1-D2)

W

×100%；E裝置中增加的質量為生成水的質量，所以Cu%（乙）=

W-(E2-E1)× 16 18

W

×100%；故答案為：

W-(D1-D2)

W

×100%；

W-(E2-E1)× 16 18

W

×100%；
（2）濃硫酸具有吸水性，所以吸收掉氫氣中的水蒸氣；對甲而言沒有影響，但對乙的結果有影響，因為缺少了這個裝置會導致E2值偏大，使銅含量的測定值偏低；C在本實驗中所起的作用是吸收掉氫氣的中水蒸氣；對甲而言，沒有影響；但對乙結果有影響，因為缺少了這個裝置，會導致E₂質量增加，使銅的含量測定值偏低；故答案為：吸收掉氫氣的中水蒸氣；對甲而言，沒有影響；但對乙結果有影響；因為缺少了這個裝置，會導致E₂質量增加，使銅的含量測定值偏低；
（3）如不加F裝置會使得空氣中水蒸氣進入使得水的質量增加，那么計算出的氧化銅的質量也隨著增加，所以會使實驗結果偏小；故答案為：吸收空氣中的水蒸氣；對甲而言，沒有影響；但對乙結果有影響；不加F裝置會使得空氣中水蒸氣進入使得水的質量增加，那么計算出的氧化銅的質量也隨著增加，所以會使實驗結果偏小；
（4）為保證混合物中氧化銅完全還原，實驗中應該：多次測量D₂（或E₂）的值，直到前后兩次的稱量值相同；故填：多次測量D₂（或E₂）的值，直到前后兩次的稱量值相同；
（5）為了提高測定結果的準確性，在卸下裝置D中的玻管或U形干燥管進行稱量前，必須妥善地完成以下操作：熄滅酒精燈，繼續通入氫氣，等到D裝置冷卻．故填：熄滅酒精燈，繼續通入氫氣，等到D裝置冷卻．

點評：該題是一道綜合實驗題，實驗設計嚴密，考查的知識點較多，解題的關鍵是明確實驗目的和原理，分析綜合裝置各部分的作用．