Question

某課外活動小組欲利用下列裝置（部分固定裝置略）完成下列實驗；
（一）實驗目的：測定銅粉（含炭）樣品中銅的質量分數
（二）實驗用品：儀器：天平、分液漏斗、錐形瓶、硬玻璃管、干燥管、酒精燈、洗氣瓶藥品：紅褐色銅粉（含炭）樣品、過氧化氫溶液、二氧化錳、堿石灰．濃硫酸等
（三）實驗內容：

步驟	實驗過程	實驗現象	有關化學方程式
1		/	/
2	在C中加入樣品W克，D中裝入堿石 灰后并稱量為m1克．連接好儀器，打開A的活塞，慢慢加溶液．
3	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：
4	冷卻后，稱量D的質量為m2克．	/	/

（四）計算：樣品中銅的質量分數=

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

（用含W、m₁．m₂的代數式表示）
（五）問題和討論：
該小組重復測定了三次，得到銅的質量分數的數據存在較大的偏差，你認為原因可能是

ABC

．
A．裝置內原有空氣中的二氧化碳氣體也被堿石灰吸收
B．裝置B中的產生的氣體中的水蒸氣通過C被D中堿石灰吸收
C．反應完成后，裝置中的二氧化碳沒有全部被堿石灰吸收．

Answer 1

分析：（三）步驟1、由裝置圖與步驟2、3、4可知，該實驗原理是：利用A中雙氧水分解生成的氧氣，在裝置C中氧氣將樣品中的碳氧化為二氧化碳，利用干燥管D中的質量增重測定生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算，樣品中碳的質量，進而計算樣品中銅的質量分數．故實驗按圖連接好儀器后，檢查裝置的氣密性；
步驟2、實驗開始B中在二氧化錳作催化劑條件下雙氧水分解生成氧氣與水，故裝置B、E中有氣泡產生；
步驟3、裝置C中發生反應2Cu+O₂

△  .

2CuO，C+O₂

△  .

CO₂，C中紅色的銅轉化為黑色的氧化銅；
（四）根據裝置D的前后質量可知，生成的二氧化碳的質量為（m₂-m₁）g，計算碳的質量m（C），樣品中銅的質量m（Cu）=m（樣品）-m（C），再根據質量分數定義計算樣品中銅的質量分數；
（五）A．裝置內原有空氣中的二氧化碳氣體，被堿石灰吸收，導致測定的二氧化碳的質量偏大，測定樣品中碳的質量偏大；
B．裝置B中的產生的氣體中的水蒸氣通過C被D中堿石灰吸收，導致測定的二氧化碳的質量偏大，測定樣品中碳的質量偏大；
C．反應完成后，裝置中的二氧化碳沒有全部被堿石灰吸收，導致測定的二氧化碳的質量偏小，測定樣品中碳的質量偏小．

解答：解：（三）步驟1、由裝置圖與步驟2、3、4可知，該實驗原理是：利用A中雙氧水分解生成的氧氣，在裝置C中氧氣將樣品中的碳氧化為二氧化碳，利用干燥管D中的質量增重測定生成的二氧化碳的質量，根據二氧化碳的質量計算，樣品中碳的質量，進而計算樣品中銅的質量分數．故實驗按圖連接好儀器后，檢查裝置的氣密性．
步驟2、實驗開始B中在二氧化錳作催化劑條件下雙氧水發生分解反應2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，生成氧氣與水，故裝置B、E中有氣泡產生．
步驟3、裝置C中發生反應2Cu+O₂

△  .

2CuO，C+O₂

△  .

CO₂，C中紅色的銅轉化為黑色的氧化銅，現象為C中紅色粉末變成黑色．
故答案為：

步驟	實驗過程	實驗現象	有關化學方程式
1	按圖連接好儀器后，檢查裝置的氣密性	-----------	----------
2	----------	B、E中有氣泡產生	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
3	----------	C中紅色粉末變成黑色	2Cu+O2  △  .   2CuO C+O2  △  .   CO2，
4	----------	----------	----------

（四）根據裝置D的前后質量可知，生成的二氧化碳的質量為（m₂-m₁）g，樣品中碳的質量m（C）=

12

44

×（m₂-m₁）g，樣品中銅的質量m（Cu）=Wg-

12

44

×（m₂-m₁）g，樣品中銅的質量分數為

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

，故答案為：

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

；
（五）A．裝置內原有空氣中的二氧化碳氣體，被堿石灰吸收，導致測定的二氧化碳的質量偏大，測定樣品中碳的質量偏大，樣品中銅的質量偏小，導致銅的質量分數存在較大的偏差，故A符合；
B．裝置B中的產生的氣體中的水蒸氣通過C被D中堿石灰吸收，導致測定的二氧化碳的質量偏大，測定樣品中碳的質量偏大，樣品中銅的質量偏小，導致銅的質量分數存在較大的偏差，故B符合；
C．反應完成后，裝置中的二氧化碳沒有全部被堿石灰吸收，導致測定的二氧化碳的質量偏小，測定樣品中碳的質量偏小，樣品中銅的質量偏大，導致銅的質量分數存在較大的偏差，故C符合．
故選：ABC．

點評：本題考查對實驗原理的理解與實驗操作評價、物質含量測定、化學計算等，難度中等，理解實驗原理是關鍵，是對所學知識的綜合運用，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，學習中全面把握基礎知識．