Question

某課外活動小組加熱炭粉（過量）和氧化銅的混合物，再用下圖所示裝置，對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗，測定銅的質量分數。圖中鐵架臺等裝置已略去。請回答下列問題：

儀器：鐵架臺（含鐵圈、鐵夾）、分液漏斗、平底燒瓶、硬質玻璃管、干燥管、酒精燈、石棉網、洗氣瓶等。
藥品：紅褐色(含炭)樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰（固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，可用來吸收水和CO₂）。
（1）除上述儀器外，實驗中還必須用到的儀器是                ；
（2）實驗操作前，首先進行                   檢查。在C中加入樣品粉末W g，D中裝入藥品后并稱量為m₁ g，連接好儀器。打開A的上塞、活塞，慢慢滴加溶液。對C進行加熱。當C中藥品充分反應后，關閉A的活塞，停止加熱。冷卻后，稱量D的質量為m₂ g。 實驗進行的過程中，裝置C中發生的主要化學反應類型                ；充分反應后裝置C中剩余的固體成分是                   。
（3）問題和討論：
實驗完成后，老師評議說：按上述實驗設計，即使C中反應完全，D中吸收完全，也不會得出正確的結果。經討論，有同學提出在B與C之間加入一個裝置，該裝置作用是                                  。
（4）有學生提出直接用右圖裝置，在空氣中直接加熱進行實驗。

圖中儀器“a”的名稱為             。
若取20g銅粉（含炭）樣品進行實驗，充分反應后，儀器a中剩余的固體質量為24g，計算求原來混合物中銅的物質的量以及銅的質量分數。
（要求：根據化學方程式計算，并寫出計算過程！）

Answer 1

（1）天平
（2）氣密性   化合反應   氧化銅
（3）干燥
（4）蒸發皿    96%

試題分析：實驗目的：對獲得的銅粉（含炭）樣品進行實驗，測定銅的質量分數。所以需要用天平來稱量固體的質量，為了得出準確的結論，精確的測量生成二氧化碳的質量，裝置需具有良好的氣密性。裝置C中發生的主要化學反應為碳和氧氣生成二氧化碳，銅和氧氣生成氧化銅，所以化學反應類型為化合反應，充分反應后裝置C中剩余的固體成分是氧化銅。為了排除水蒸氣的而影響造成D裝置測量值偏大，需在B與C之間加入一個干燥裝置。在化學反應中各物質質量成比例，可根據化學方程計算生成24g氧化銅所需銅的質量，從而計算出原混合物中銅的物質的量以及銅的質量分數。
解：設生成硫酸銅質量為x克
2Cu+O₂2CuO
128               160
X                 24

x=19.2
n（Cu）=19.2/64=0.3mol
銅的質量分數=19.2/20=0.96=96%