2026年课堂作业武汉出版社九年级化学上册人教版第106页答案
9.某课外活动小组对一包含碳的铜粉样品进行铜的质量分数的测定,采用如图所示装置进行实验(装置气密性良好,图中铁架台等仪器已略去)。请回答下列问题(碱石灰由氢氧化钠和生石灰组成,可吸收水和二氧化碳)。
(1)写出装置A中所发生反应的化学方程式:
$\ce{2H_{2}O_{2} \xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2} \uparrow}$

(2)已知硬质玻璃管内装有铜和碳的混合物10.0g,反应完全后(氧气过量)停止加热,称得B装置反应前后质量不变,则样品中铜的质量分数是
80.0%
(精确到0.1%)。

答案

9.(1)$\ce{2H_{2}O_{2} \xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2} \uparrow}$
(2)80.0%

解析

【分析】
首先,装置A中过氧化氢在二氧化锰催化下分解生成氧气,作为反应的反应物;对于第二问,样品为铜和碳的混合物,氧气过量时,碳与氧气反应生成CO₂(逸出B装置),铜与氧气反应生成CuO。题目中B装置反应前后质量不变,说明B中固体质量变化为0,即铜结合的氧元素质量等于样品中碳的质量,据此可计算碳的质量,进而求出铜的质量分数。
【解析】
(1) 装置A中,过氧化氢在二氧化锰的催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式为:$\ce{2H_{2}O_{2} \xlongequal{MnO_{2}} 2H_{2}O + O_{2} \uparrow}$。
(2) 设样品中碳的质量为$x$,则铜的质量为$10.0g - x$。氧气过量时,碳反应生成CO₂逸出B装置,铜反应生成CuO;B装置反应前后质量不变,说明铜结合的氧元素质量等于碳的质量(B中固体质量变化为0:反应后B中固体为CuO,其质量 = 反应前B中固体(Cu + C)质量 - 碳的质量 + 与铜结合的氧的质量,质量不变则与铜结合的氧的质量 = 碳的质量)。
与铜结合的氧元素质量为:$\frac{16}{64} × (10.0g - x) = \frac{10.0g - x}{4}$。
根据质量关系列方程:$\frac{10.0g - x}{4} = x$,
解得:$5x = 10.0g → x=2.0g$。
则铜的质量为$10.0g - 2.0g=8.0g$,样品中铜的质量分数为:$\frac{8.0g}{10.0g} ×100\% =80.0\%$。
【答案】
(1)$\ce{2H_{2}O_{2} \xlongequal{MnO_{2}}2H_{2}O + O_{2} \uparrow}$;(2)80.0%
【知识点】
化学方程式书写、质量守恒定律、根据化学方程式计算
【点评】
本题结合实验装置考查化学方程式书写和反应中的质量关系计算,核心是理解B装置质量不变的本质,找到铜结合氧与碳的质量等量关系,需要学生理清反应前后的质量变化逻辑,属于中等难度的实验计算题。
【难度系数】
0.5