Question

某课外活动小组欲利用下列装置（部分固定装置略）完成下列实验；
（一）实验目的：测定铜粉（含炭）样品中铜的质量分数
（二）实验用品：仪器：天平、分液漏斗、锥形瓶、硬玻璃管、干燥管、酒精灯、洗气瓶药品：红褐色铜粉（含炭）样品、过氧化氢溶液、二氧化锰、碱石灰．浓硫酸等
（三）实验内容：

步骤	实验过程	实验现象	有关化学方程式
1		/	/
2	在C中加入样品W克，D中装入碱石 灰后并称量为m1克．连接好仪器，打开A的活塞，慢慢加溶液．
3	对C进行加热．当C中药品充分反应后．关闭A的活塞．停止加热：
4	冷却后，称量D的质量为m2克．	/	/

（四）计算：样品中铜的质量分数=

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

（用含W、m₁．m₂的代数式表示）
（五）问题和讨论：
该小组重复测定了三次，得到铜的质量分数的数据存在较大的偏差，你认为原因可能是

ABC

．
A．装置内原有空气中的二氧化碳气体也被碱石灰吸收
B．装置B中的产生的气体中的水蒸气通过C被D中碱石灰吸收
C．反应完成后，装置中的二氧化碳没有全部被碱石灰吸收．

Answer 1

分析：（三）步骤1、由装置图与步骤2、3、4可知，该实验原理是：利用A中双氧水分解生成的氧气，在装置C中氧气将样品中的碳氧化为二氧化碳，利用干燥管D中的质量增重测定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算，样品中碳的质量，进而计算样品中铜的质量分数．故实验按图连接好仪器后，检查装置的气密性；
步骤2、实验开始B中在二氧化锰作催化剂条件下双氧水分解生成氧气与水，故装置B、E中有气泡产生；
步骤3、装置C中发生反应2Cu+O₂

△  .

2CuO，C+O₂

△  .

CO₂，C中红色的铜转化为黑色的氧化铜；
（四）根据装置D的前后质量可知，生成的二氧化碳的质量为（m₂-m₁）g，计算碳的质量m（C），样品中铜的质量m（Cu）=m（样品）-m（C），再根据质量分数定义计算样品中铜的质量分数；
（五）A．装置内原有空气中的二氧化碳气体，被碱石灰吸收，导致测定的二氧化碳的质量偏大，测定样品中碳的质量偏大；
B．装置B中的产生的气体中的水蒸气通过C被D中碱石灰吸收，导致测定的二氧化碳的质量偏大，测定样品中碳的质量偏大；
C．反应完成后，装置中的二氧化碳没有全部被碱石灰吸收，导致测定的二氧化碳的质量偏小，测定样品中碳的质量偏小．

解答：解：（三）步骤1、由装置图与步骤2、3、4可知，该实验原理是：利用A中双氧水分解生成的氧气，在装置C中氧气将样品中的碳氧化为二氧化碳，利用干燥管D中的质量增重测定生成的二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量计算，样品中碳的质量，进而计算样品中铜的质量分数．故实验按图连接好仪器后，检查装置的气密性．
步骤2、实验开始B中在二氧化锰作催化剂条件下双氧水发生分解反应2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，生成氧气与水，故装置B、E中有气泡产生．
步骤3、装置C中发生反应2Cu+O₂

△  .

2CuO，C+O₂

△  .

CO₂，C中红色的铜转化为黑色的氧化铜，现象为C中红色粉末变成黑色．
故答案为：

步骤	实验过程	实验现象	有关化学方程式
1	按图连接好仪器后，检查装置的气密性	-----------	----------
2	----------	B、E中有气泡产生	2H2O2  MnO2  .   2H2O+O2↑
3	----------	C中红色粉末变成黑色	2Cu+O2  △  .   2CuO C+O2  △  .   CO2，
4	----------	----------	----------

（四）根据装置D的前后质量可知，生成的二氧化碳的质量为（m₂-m₁）g，样品中碳的质量m（C）=

12

44

×（m₂-m₁）g，样品中铜的质量m（Cu）=Wg-

12

44

×（m₂-m₁）g，样品中铜的质量分数为

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

，故答案为：

W- 12 44 ×(m2-m1)

W

；
（五）A．装置内原有空气中的二氧化碳气体，被碱石灰吸收，导致测定的二氧化碳的质量偏大，测定样品中碳的质量偏大，样品中铜的质量偏小，导致铜的质量分数存在较大的偏差，故A符合；
B．装置B中的产生的气体中的水蒸气通过C被D中碱石灰吸收，导致测定的二氧化碳的质量偏大，测定样品中碳的质量偏大，样品中铜的质量偏小，导致铜的质量分数存在较大的偏差，故B符合；
C．反应完成后，装置中的二氧化碳没有全部被碱石灰吸收，导致测定的二氧化碳的质量偏小，测定样品中碳的质量偏小，样品中铜的质量偏大，导致铜的质量分数存在较大的偏差，故C符合．
故选：ABC．

点评：本题考查对实验原理的理解与实验操作评价、物质含量测定、化学计算等，难度中等，理解实验原理是关键，是对所学知识的综合运用，需要学生具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力，学习中全面把握基础知识．