Question

用氫氣還原氧化銅的方法測定某氧化銅樣品的純度（雜質不與氫氣反應），同學們設計了以下實驗裝置．準確稱取15克干燥樣品進行實驗．

（1）在實驗中，乙裝置的作用是

 

．
（2）準確稱取完全反應前后裝置丙和丁的質量如表：

	裝置丙	裝置丁
反應前	48.8克	161.2克
反應后	46.5克	163.9克

小明根據裝置丙減少的質量就是氧元素質量，求得氧化銅的質量為

 

克，純度為

 

．小麗想根據裝置丁的質量變化進行計算，請幫小麗求出氧化銅樣品的純度（寫出計算過程）．

Answer 1

考點：實驗探究物質的組成成分以及含量,氣體的凈化（除雜）,氣體的干燥（除水）,根據化學反應方程式的計算,氫氣的化學性質與燃燒實驗

專題：科學探究

分析：（1）根據無水硫酸銅遇到水變藍的特性考慮；
（2）丙中質量減輕的是氧化銅中氧元素的質量，根據氧元素的質量可求氧化銅的質量，再計算純度；根據濃硫酸具有吸水性，根據濃硫酸質量的增加量就是生成的水的質量，再根據水的質量計算出氧化銅的質量，再計算純度．

解答：解：（1）氫氣通過濃硫酸是為了除去氫氣中的水分，無水硫酸銅遇到水由白色變藍，所以通過無水硫酸銅就是檢驗濃硫酸是否把氫氣中水分除盡；
（2）有方程式H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O，可知丙減少的質量就是氧元素質量，氧化銅中氧元素的質量為：48.8g-46.5g=2.3g，所以氧化銅的質量為

2.3g

16 64+16 ×100%

=11.5g，氧化銅的質量分數為

11.5g

15g

×100%=76.7%；
根據濃硫酸質量的增加量就是生成的水的質量，所以生成水的質量為：163.9g-161.2g=2.7g，設要生成2.7g水需要參加反應的氧化銅的質量為x則：
H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O
   80         18
   x         2.7g
根據：

80

x

=

18

2.7g

解得x=12g，所以氧化銅的質量分數：

12g

15g

×100%=80%
答：氧化銅樣品的純度為80%．
故答案為：（1）檢驗氫氣中水分是否全部被吸收；（2）11.5；76.7；80%．

點評：本題容易出錯的地方是對兩種做法不同的原因分析，要考慮濃硫酸的吸水性，不僅吸收了生成的水，連空氣中的水也吸收了．