Question

10．在玻璃管中盛有8.8gCuO固體，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)．

當(dāng)黑色全部轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色時(shí)，停止加熱冷卻，并測(cè)得：
①裝置C的玻璃管和其中固體的總質(zhì)量在反應(yīng)后減少了1.6g；
②裝置D的干燥管和其中物質(zhì)的總質(zhì)量在反應(yīng)后增加了1.82g．
（1）用此數(shù)據(jù)算得水中H、O元素的質(zhì)量比為11：80，你認(rèn)為該數(shù)據(jù)否（填“是”或“否”）合理，理由是空氣中的水蒸氣會(huì)與堿石灰反應(yīng)；
（2）甲、乙兩位同學(xué)對(duì)于產(chǎn)生的誤差進(jìn)行了分析，甲同學(xué)認(rèn)為是D裝置右邊的空氣對(duì)D的影響，使D的測(cè)量值偏大（填“大”或“小”），故他在D裝置的右邊又加了一個(gè)盛有堿石灰的干燥管；乙同學(xué)則認(rèn)為C裝置的玻璃管內(nèi)有原先的空氣未排出，于是他在C、D裝置之間連了如下圖所示的導(dǎo)管裝置，你認(rèn)為在加熱CuO之前，應(yīng)關(guān)閉b，打開(kāi)a（填操作），通一會(huì)氫氣；
（3）丙同學(xué)認(rèn)為上述實(shí)驗(yàn)還存在有疑問(wèn)，8.8g的CuO如果被完全還原，固體質(zhì)量應(yīng)減少1.76g，于是他通過(guò)老師得到了以下相關(guān)資料：
①CuO被還原的過(guò)程中會(huì)有Cu₂O生成，Cu₂O也能被還原成Cu；
②Cu₂O固體是紅色的，它與稀硫酸的反應(yīng)為：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O；
所以他大膽地猜測(cè)上述實(shí)驗(yàn)中C裝置內(nèi)得到的紅色固體中一定混有Cu₂O，為了測(cè)出該紅色固體中含有Cu₂O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，他做了如下實(shí)驗(yàn)：
從玻璃管中取出ag紅色固體，投入到足量的稀硫酸中完全反應(yīng)后過(guò)濾、洗滌并干燥，得到紅色固體bg．試計(jì)算該紅色固體中氧化亞銅所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為$\frac{9（a-b）}{5a}$×100%．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)D裝置增加的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，然后結(jié)合水中氫元素、氧元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)進(jìn)行分析；
根據(jù)堿石灰也會(huì)吸收空氣中的水蒸氣進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)堿石灰吸收空氣中的水蒸氣，使測(cè)量結(jié)果偏大，可以先通氫氣，將裝置內(nèi)的空氣排出，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（3）①根據(jù)氧化銅中氧元素的質(zhì)量，就是反應(yīng)后固體減少的質(zhì)量進(jìn)行分析；
②根據(jù)氧化亞銅會(huì)與硫酸反應(yīng)生成硫酸銅、水和銅，可以通過(guò)固體減少的質(zhì)量計(jì)算出氧化亞銅的質(zhì)量，再計(jì)算質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答 解：（1）D裝置增加的質(zhì)量就是水的質(zhì)量，用此數(shù)據(jù)算得水中氧元素的質(zhì)量是1.6g，氫元素的質(zhì)量是1.82g-1.6g=0.22g，所以水中H、O元素的質(zhì)量比為：0.22g：1.6g=11：80，該數(shù)據(jù)不合理，理由是：空氣中的水蒸氣會(huì)與堿石灰反應(yīng)；
（2）堿石灰吸收空氣中的水蒸氣，使測(cè)量結(jié)果偏大，可以先通氫氣，將裝置內(nèi)的空氣排出，所以在加熱CuO之前，應(yīng)關(guān)閉b，打開(kāi)a，通一會(huì)氫氣；
（3）①氧化銅中氧元素的質(zhì)量，就是反應(yīng)后固體減少的質(zhì)量，所以固體質(zhì)量應(yīng)減少8.8g×$\frac{16}{80}$=1.76g；
②設(shè)參加反應(yīng)的氧化亞銅的質(zhì)量為x，
Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O     固體減少
 144                    64                    144-64=80
   x                                           （a-b）g
    $\frac{144}{x}$=$\frac{80}{（a-b）g}$
    x=$\frac{9}{5}$（a-b）g
 所以該紅色固體中氧化亞銅所占的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{\frac{9（a-b）g}{5}}{ag}$×100%=$\frac{9（a-b）}{5a}$×100%．
故答案為：（1）11：80，否，空氣中的水蒸氣會(huì)與堿石灰反應(yīng)；
（2）偏大，關(guān)閉b，打開(kāi)a；
（3）①1.76g；
②$\frac{9（a-b）}{5a}$×100%．

點(diǎn)評(píng) 在解此類題時(shí)，首先分析題中考查的問(wèn)題，然后結(jié)合學(xué)過(guò)的知識(shí)和題中所給的提示進(jìn)行解答．