Question

現擬用如圖所示裝置（尾氣處理部分略）來制取一氧化碳，并用以測定某銅粉樣品（混有CuO粉末）中金屬銅的含量．
（1）制備一氧化碳的化學方程式是

 

；
（2）實驗中，觀察到反應管中發(fā)生的現象是

 

，
尾氣的主要成分是

 

；
（3）反應完成后，正確的操作順序為

 

（填字母）；
a．關閉漏斗開關      b．熄滅酒精燈1      c．熄滅酒精燈2
（4）若實驗中稱取銅粉樣品5.0g，充分反應后，反應管中剩余固體的質量為4.8g，則原樣品中單質銅的質量分數為

 

；
（5）從濃硫酸、濃硝酸、蒸餾水、雙氧水中選用合適的試劑，設計一個測定樣品中金屬銅質量分數的方案：
①設計方案的主要步驟是（不必描述操作過程的細節(jié)）

 

；
②寫出有關反應的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,一氧化碳的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式,根據化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：（1）甲酸在濃硫酸、加熱的條件下分解生成CO與H₂O；
（2）實驗中，反應管中發(fā)生反應CuO+CO

△   .

Cu+CO₂，反應管中發(fā)生的現象是黑色粉末變紅；尾氣的主要成分是CO、CO₂；
（3）實驗步驟：先通入CO一會兒后，加熱待反應管內的藥品完全后，停止加熱，然后繼續(xù)通入CO到玻璃管冷卻為止；
（4）若試驗中稱取銅粉樣品5.0g，充分反應后，反應管中剩余固體的質量為4.8g，剩余固體全部為銅，利用差量法計算出原樣品中氧化銅的質量，進而計算銅的質量分數；
（5）①要測定銅的質量分數，可以把濃硫酸稀釋，銅和稀硫酸不反應，氧化銅和稀硫酸反應，即可求出銅的質量分數．設計方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應后，過濾，干燥，稱量剩余固體銅的質量即可．②反應的化學方程式為CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．

解答：解：（1）甲酸在濃硫酸、加熱的條件下分解生成CO與H₂O，反應方程式為HCOOH

濃H2SO4  .

△

CO↑+H₂O；
故答案為：HCOOH

濃H2SO4  .

△

CO↑+H₂O；
（2）實驗中，反應管中發(fā)生反應CuO+CO

△   .

Cu+CO₂，反應管中發(fā)生的現象是黑色粉末變紅；尾氣的主要成分是CO、CO₂；
故答案為：樣品由黑色變紅色；CO、CO₂；
（3）反應完后，操作順序先撤酒精燈2，此時左邊裝置仍在制取CO，然后再關閉分液漏斗的開關，不再加入反應試劑，最后撤酒精燈1停止反應，這樣操作防止空氣中O₂進入右邊裝置銅又被氧化為氧化銅了，正確的操作順序為：熄滅酒精燈2，關閉漏斗開關，最后熄滅酒精1，即cab；
故答案為：cab；
（4）若試驗中稱取銅粉樣品5.0g，充分反應后，反應管中剩余固體的質量為4.8g，剩余固體全部為銅，令樣品中CuO的質量為m，則：
CuO+CO

△   .

Cu+CO₂，固體質量減少△m
80                 16
m                 5g-4.8g=0.2g

80

m

=

16

0.2g

故m=1g，
所以原樣品中金屬銅的質量分數為

5g-1g

5g

×100%=80%；
故答案為：80%；
（5）①要測定銅的質量分數，可以把濃硫酸稀釋，銅和稀硫酸不反應，氧化銅和稀硫酸反應，即可求出銅的質量分數．設計方案的主要步驟是將濃硫酸用蒸餾水稀釋，將樣品與稀硫酸充分反應后，過濾，干燥，稱量剩余固體銅的質量即可；
故答案為：將濃硫酸稀釋；稱取一定量的樣品；樣品與過量稀硫酸充分反應；過濾、洗滌；干燥、稱重、計算；
②反應的化學方程式為CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
故答案為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．

點評：本題考查學生對實驗原理與實驗操作的理解、實驗方案設計、元素化合物性質、化學計算等，難度中等，清楚實驗原理是解題的關鍵，需要學生具備扎實的基礎知識與綜合運用知識分析問題、解決問題的能力．