Question

19．某科技小組的同學(xué)利用天然資源獲得了紅褐色的銅粉（含雜質(zhì)炭），為了測(cè)定該銅粉樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（百分含量），取W g銅粉樣品，設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)裝置：

（1）儀器②、⑤的名稱是：②酒精燈、⑤燒杯．
（2）①、④中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：①2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，④2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（3）裝置③中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是紅褐色的銅粉變成黑色．
（4）⑤中的澄清石灰水的作用是驗(yàn)證否還有未被NaOH溶液吸收的CO₂．利用上述裝置，通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置④的質(zhì)量，得到CO₂的質(zhì)量，進(jìn)而求出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（實(shí)驗(yàn)過(guò)程中忽略水蒸氣的影響）．為了確保測(cè)得的CO₂質(zhì)量準(zhǔn)確可靠，在保證裝置不漏氣、稱量準(zhǔn)確、操作規(guī)范的前提下，你認(rèn)為還需要的條件是氯酸鉀必須足量（或過(guò)量），NaOH溶液也必須足量．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，如果先撤去兩個(gè)酒精燈，會(huì)導(dǎo)致溶液倒流，引起玻璃管和試管破裂．

Answer 1

分析 首先要明確該實(shí)驗(yàn)的目的是“測(cè)定該銅粉樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”；然后圍繞該實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，分析題給實(shí)驗(yàn)裝置中可能涉及的反應(yīng)原理及裝置作用，裝置①是利用KClO₃受熱催化分解制取氧氣；裝置③是利用氧氣與銅粉樣品中的Cu和C發(fā)生反應(yīng)分別生成CuO黑色固體和CO₂氣體；生成的CO₂氣體進(jìn)入裝置④中與NaOH溶液反應(yīng)而被吸收，可根據(jù)裝置④的增重測(cè)得雜質(zhì)炭生成的CO₂的質(zhì)量，再換算為雜質(zhì)炭的質(zhì)量，用銅粉樣品質(zhì)量減去炭的質(zhì)量就是銅的質(zhì)量，由此求得銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；裝置⑤中的澄清石灰水可檢驗(yàn)是否還有未被NaOH溶液吸收的CO₂通過(guò)；最后緊扣題意回答（1）～（5）的有關(guān)問(wèn)題．

解答 解：（1）儀器②為用于加熱的酒精燈；儀器⑤用于盛放較大量液體或溶解所需要的燒杯；
故答案為：酒精燈；燒杯；
（2）反應(yīng)①為氯酸鉀在加熱和二氧化錳催化條件下，分解生成氯化鉀和氧氣；反應(yīng)④為氫氧化鈉溶液吸收氣體二氧化碳，生成碳酸鈉和水；
故答案為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（3）裝置③中紅褐色氧粉在加熱條件下與氧氣發(fā)生反應(yīng)而形成黑色的氧化銅，少量的雜質(zhì)碳粉在加熱條件下與氧氣反應(yīng)形成無(wú)色氣體二氧化碳；
故答案為：紅褐色的銅粉變成黑色；
（4）⑤中的澄清石灰水的作用是驗(yàn)證否還有未被NaOH溶液吸收的CO₂；根據(jù)題意“通過(guò)稱量反應(yīng)前后裝置④的質(zhì)量，得到CO₂的質(zhì)量，進(jìn)而求出銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)”的原理和“確保測(cè)得的CO₂質(zhì)量準(zhǔn)確可靠”的實(shí)驗(yàn)要求，“在保證裝置不漏氣、稱量準(zhǔn)確、操作規(guī)范的前提下”，“還需要的條件”：一是氯酸鉀必須足量（或過(guò)量），以提供足量的氧氣把雜質(zhì)炭氧化成CO₂；二是NaOH溶液也必須足量，以保證把生成的CO₂全部吸收；
故答案為：驗(yàn)證否還有未被NaOH溶液吸收的CO₂；氯酸鉀必須足量（或過(guò)量），NaOH溶液也必須足量．
（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，如果先停止加熱，裝置內(nèi)氣體遇冷氣體體積減小，而引起燒杯及廣口瓶?jī)?nèi)液體倒吸入試管及玻璃管，而使試管及玻璃突然遇冷而炸裂；
故答案為：溶液倒流，引起玻璃管和試管破裂；

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于綜合探究實(shí)驗(yàn)題，可按“綜合探究實(shí)驗(yàn)解題三步驟”的思路展開(kāi)分析：首先要明確該實(shí)驗(yàn)的目的，然后圍繞該實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，分析題給實(shí)驗(yàn)裝置中可能涉及的反應(yīng)原理及裝置作用，最后緊扣題意回答有關(guān)的問(wèn)題．