Question

某课外活动小组的同学对一包含碳的铜粉样品进行铜的质量分数的测定，采用下图所示的装置进行实验（气密性良好，图中铁架台等仪器已略去）．

试回答下列问题：
（1）仪器①的名称是______；②名称是______．
（2）装置D的作用是______．
（3）已知硬质玻璃管③内装有铜和碳的混合物4g，反应完全后（氧气过量），停止加热，冷却后称得C装置增重2.2g，则样品中铜的质量分数是______．
（4）实验完成后，教师评议说：按上述实验设计，即使③中反应完全，C中吸收完全，也不会得出准确的结果．经讨论，有同学提出在A和B之间加一装置，再次实验后，得到了较准确的结果．请你判断：原来实验测得的铜的质量分数将______（填“偏大”、“不变”、“偏小”）；原因是______．

Answer

分析装置中每个装置的作用，A装置产生氧气，过量的氧气通入B装置中，碳和铜分别与氧气反应生成二氧化碳、氧化铜，二氧化碳被C中碱石灰吸收，增重的质量即为二氧化碳的质量，D中碱石灰是为了防止空气中的二氧化碳和水进入C中被碱石灰水吸收，影响实验结果．产生的氧气中含有水蒸气，进入C会被吸收．
【解析】
（1）仪器①的名称是锥形瓶；②名称是玻璃管
（2）为防止外界空气进入C装置被碱石灰吸收，影响实验结果，故D装置的作用是吸收空气中的二氧化碳和水蒸气，防止进入C装置影响实验结果．
（3）根据质量守恒定律，反应生成的二氧化碳的质量为装置C增重的质量，
同理混合物中碳的质量即为二氧化碳中碳的质量，即 2.2g×=0.6g
所以铜的质量为4g-0.6g=3.4g
则铜的质量分数为×100%=85%
（4）因为装置B中氧气逸出时要携带水蒸气，水蒸气通过B可以被装置C的碱石灰吸收，使C装置增重的质量偏大，从而碳的质量增大，铜的质量偏小，铜的质量分数偏小．所以应在A和B之间加一个洗气瓶，以除去氧气中的水蒸气．
故答案为：（1）锥形瓶；②玻璃管；（2）吸收空气中二氧化碳和水，防止进入C装置影响实验结果．（3）85%；（4）双氧水分解后产生的氧气会带出一部分水蒸气，通过C后被D吸收，而使m2的值增大，而使测得的铜的质量分数偏小