Question

7．銅粉中常混有少量的氧化銅粉末，現要測量某銅粉樣品中銅的質量分數，以下兩組同學均取樣品10g進行實驗．
（Ⅰ） 甲組同學準備用還原法還原氧化銅，實驗室可用的還原劑有H₂、CO、以及碳粉，寫出其中一個屬于置換反應的化學方程式H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O．
①實驗室中制取CO可用甲酸和濃硫酸加熱反應制得，則可用到的儀器裝置編號是c（從圖1中選擇，填寫“a、b、c”編號）．

②若利用氣體進行還原，甲同學考慮使用H₂，使用H₂比使用CO在操作上的優(yōu)點是不需尾氣處理； 使用該方法，測得樣品中銅粉的質量分數是96%．
③若利用圖2裝置進行碳還原氧化銅，利用吸收液吸收產生的CO₂，在加熱實驗前，先通入某氣體趕盡裝置內的剩余空氣，防止對實驗測定的干擾．寫出燒堿溶液中可能發(fā)生的化學方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；濃硫酸的作用干燥氣體．
（Ⅱ）乙組同學采用稀硫酸反應的方法，實驗的具體流程如下圖所示：

①寫出樣品中加入稀硫酸發(fā)生的化學方程式H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O，
②完成上面的實驗步驟，空白處實驗操作的名稱是過濾．
③如果采用烘干而不用晾干，對樣品中銅粉的質量分數的影響變大 （填“不變”、“變大”“變小”）．
④乙組同學用9.8%的稀硫酸進行實驗，至少應加入密度為1.1g/ml稀硫酸多少ml？（保留一位小數）（寫出計算過程）

Answer 1

分析 （Ⅰ） 根據物質的性質、置換反應的特點分析回答；
①根據反應物的狀態(tài)、反應的條件分析發(fā)生裝置；
②根據氫氣沒有毒性分析操作上的優(yōu)點；
③根據氫氧化鈉、濃硫酸的性質分析回答；
（Ⅱ）①根據氧化銅能與鹽酸反應寫出反應的化學方程式；
②固根據液分離時常用過濾的方法分析回答；
③如果采用烘干而不用晾干，會使銅的質量偏大分析；
④根據氧化銅的質量求出硫酸的質量，再求出硫酸的體積；
據制取一氧化碳所需要的藥品狀態(tài)和反應的條件即可確定反應的發(fā)生裝置，氫氣和一氧化碳都具有還原性，一氧化碳有毒，使用時必須進行尾氣處理，二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，氧化鐵能與硫酸反應生成硫酸銅和水，而銅不與硫酸反應，能通過過濾的方法與溶液進行分離從而測定銅的質量．

解答 解：（Ⅰ）氫氣、碳具有還原性，能與氧化銅反應置換反應，反應的方程分別為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O、2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；故答案為：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O或2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
①實驗室中制取CO可用甲酸和濃硫酸加熱反應制得，則可用到的儀器裝置編號是c；故答案為：c；
②氫氣和一氧化碳都具有還原性，由于氫氣沒有毒性，使用氫氣無需尾氣吸收裝置；一氧化碳有毒，使用時必須進行尾氣處理，所以，使用H₂比使用CO在操作上的優(yōu)點是 不需尾氣處理；故答案為：不需尾氣處理；
③由于在高溫條件下碳與氧化銅反應生成了二氧化碳氣體，氫氧化鈉能與二氧化碳反應，濃硫酸具有吸水性．所以，燒堿溶液中可能發(fā)生的化學方程式CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；濃硫酸的作用是干燥氣體；故答案為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O或SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O（其他合理給分）；干燥氣體；
（Ⅱ）①樣品中加入稀硫酸時與氧化銅發(fā)生了反應，化學方程式H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O；故答案為：H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O；
②完成上面的實驗步驟，需要將孤兒分離，所以空白處實驗操作的名稱是過濾；故答案為：過濾；
③如果采用烘干而不用晾干，會使銅的質量偏大，所以對樣品中銅粉的質量分數的影響變大；故答案為：變大；
④設需要9.8%硫酸的質量為x
 H₂SO₄+CuO═CuSO₄+H₂O
 98    80
 x    10g×96%    $\frac{98}{80}=\frac{x}{10g×96%}$
x=11.76g，11.76g÷9.8%=120g；
需要1.1g/ml稀硫酸體積是：$\frac{120g}{1.1g/mL}$≈109.1mL；答：至少應加入密度為1.1g/ml稀硫酸的體積為109.1mL；
故答案為：109.1mL；

點評 本題考查了混合物中某成分含量的測定，完成此題，可以依據題干提供的信息結合已有的知識進行．有關的計算要準確．