Question

17．用氫氣還原氧化銅的方法測定某氧化銅樣品的純度（氫氣和一氧化碳化學(xué)性質(zhì)相似，有還原性，雜質(zhì)不與氫氣反應(yīng)），同學(xué)們設(shè)計了如圖所示實驗裝置，準(zhǔn)確稱取20克干燥樣品進(jìn)行實驗．
（1）在實驗中，乙裝置的作用是檢驗氫氣中的水蒸氣是否除盡．
（2）準(zhǔn)確稱取完全反應(yīng)前后裝置丙和丁的質(zhì)量如表：

	裝置丙	裝置丁
反應(yīng)前	48.8克	161.2克
反應(yīng)后	45.6克	164.98克

小明同學(xué)想根據(jù)裝置丁求出氧化銅樣品的純度，請同學(xué)們幫助他（寫出計算過程）．
（3）請分析，選擇裝置丙的數(shù)據(jù)比裝置丁的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算求氧化銅的純度的更合理的原因是裝置丁中增加的質(zhì)量包括反應(yīng)生成的水的質(zhì)量和濃硫酸吸收的空氣中的水蒸氣的質(zhì)量．
（4）假設(shè)丙裝置反應(yīng)前質(zhì)量為m，充分反應(yīng)后質(zhì)量為n，裝置丁的質(zhì)量反應(yīng)前為a，反應(yīng)后為b，請用m、n、a、b的代數(shù)式表示水中氫氧元素質(zhì)量比$\frac{b-a-m+n}{m-n}$．（不考慮其它影響因素）

Answer 1

分析 （1）無水硫酸銅是白色固體，能和水反應(yīng)生成藍(lán)色固體五水硫酸銅；
（2）裝置丙反應(yīng)前后的質(zhì)量差是氧化銅中氧元素的質(zhì)量，裝置丁反應(yīng)前后的質(zhì)量差是吸收的水蒸氣的質(zhì)量；
（3）裝置丁增大濃硫酸既能夠吸收反應(yīng)生成的水蒸氣，也能夠吸收空氣中的水蒸氣；
（4）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計算和判斷．

解答 解：（1）在實驗中，乙裝置的作用是通過硫酸銅是否變色來判斷氫氣中的水蒸氣是否除盡．
故填：檢驗氫氣中的水蒸氣是否除盡．
（2）反應(yīng)生成水的質(zhì)量為：164.98g-161.2g=3.78g，
設(shè)氧化銅質(zhì)量為x，
CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，
80                     18
x                     3.78g
$\frac{80}{x}$=$\frac{18}{3.78g}$，
x=16.8g，
氧化銅樣品的純度為：$\frac{16.8g}{20g}$×100%=84%，
（3）選擇裝置丙的數(shù)據(jù)計算氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：
氧化銅中氧元素質(zhì)量為：48.8g-45.6g=3.2g，
氧化銅質(zhì)量為：3.2g÷（$\frac{16}{80}$×100%）=16g，
氧化銅樣品的純度為：$\frac{16g}{20g}$×100%=80%，
選擇裝置丙的數(shù)據(jù)計算氧化銅的純度比裝置丁的數(shù)據(jù)進(jìn)行計算求氧化銅的純度的更合理的原因是：裝置丁中增加的質(zhì)量包括反應(yīng)生成的水的質(zhì)量和濃硫酸吸收的空氣中的水蒸氣的質(zhì)量．
故填：裝置丁中增加的質(zhì)量包括反應(yīng)生成的水的質(zhì)量和濃硫酸吸收的空氣中的水蒸氣的質(zhì)量．
（4）反應(yīng)生成水的質(zhì)量為：b-a，反應(yīng)生成的水中氧元素質(zhì)量為：m-n，水中氫元素質(zhì)量為：b-a-m+n，
用m、n、a、b的代數(shù)式表示水中氫氧元素質(zhì)量比為：$\frac{b-a-m+n}{m-n}$，
故填：$\frac{b-a-m+n}{m-n}$．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．