题目内容

在试管中高温加热镁粉与氧化铜粉末的混合物,充分发生置换反应后,为了确定反应后试管中固体物质的成分,请你提出固体物质组成的所有可能猜想,并设计简单、易行的实验方案,证明你的猜想.
(1)提出猜想:固体物质的组成可能是:①________、②________、③________.
(2)实验设计与探究:
 实验操作  现  象  结 论
________________  猜想①成立
________________  猜想②成立
________________  猜想③成立

解:(1)在试管中高温加热镁粉与氧化铜粉末的混合物,当镁和氧化铜恰好反应是,固体物质为:铜和氧化镁;当氧化铜过量时,固体物质为:铜、氧化镁和氧化铜;当镁粉过量时,固体物质为:铜、镁粉和氧化镁;
(2)实验设计与探究:铜不和盐酸反应;氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,溶液呈蓝色;镁和稀盐酸反应有氢气放出;
取少量固体物质于试管中,加入足量稀盐酸,固体不溶解,溶液呈无色,固体物质为:铜和氧化镁;
取少量固体物质于试管中,加入足量稀盐酸,固体部分溶解,溶液呈蓝色,固体物质为:铜、氧化镁和氧化铜;
取少量固体物质于试管中,加入足量稀盐酸,固体部分溶解,有气体产生,溶液呈无色,固体物质为:铜、镁粉和氧化镁;
故答案为:(1)①铜 和氧化镁; ②铜、氧化镁和氧化铜; ③铜、镁粉和氧化镁;
(2)
实验操作 现 象 结 论
取少量固体物质于试管中,加入足量稀盐酸 固体不溶解,溶液呈无色 猜想①成立
取少量固体物质于试管中,加入足量稀盐酸 固体部分溶解,溶液呈蓝色 猜想②成立
取少量固体物质于试管中,加入足量稀盐酸固体部分溶解,有气体产生,溶液呈无色 猜想③成立

分析:(1)根据镁和氧化铜反应生成铜和氧化镁以及镁和氧化铜的量进行猜想;
(2)根据铜不和盐酸反应、氧化铜和盐酸反应生成氯化铜和水,溶液呈蓝色以及镁和稀盐酸反应有氢气放出进行解答.
点评:关于对实验设计方案的评价,要在两个方面考虑,一是方案是否可行,能否达到实验目的;二是设计的方法进行比较,那种方法更简便.本考点主要出现在实验题中.
练习册系列答案
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碱式碳酸铜[化学式为Cu2(OH)2CO3,相对分子质量为222]加热完全分解后得到的黑色固体是什么呢?甲、乙、丙三位同学想通过实验探究,来确定该黑色固体的组成.
(1)提出问题:黑色固体是什么?
(2)猜想与假设:黑色固体可能是:①
可能是氧化铜
可能是氧化铜
;②可能是炭粉;③可能是炭粉和氧化铜的混合物.请你补充猜想①.作出这些猜想的依据是
化学反应前后元素种类不变,且氧化铜和炭粉都是黑色固体
化学反应前后元素种类不变,且氧化铜和炭粉都是黑色固体

(3)实验方案:他们称取了2.22g碱式碳酸铜在试管中高温加热使之完全分解,冷却至室温,称得黑色固体产物的质量为1.6g.
(4)实验反思:①甲同学经过思考后,认为可以排除猜想③,理由是
C+2CuO
 高温 
.
 
Cu+CO2
C+2CuO
 高温 
.
 
Cu+CO2
(用化学方程式表示).
②乙同学根据质量守恒定律:化学反应前后,元素的种类和质量都不变.通过对得到的数据进行计算,排除了猜想②,他的理由是(通过计算式说明)
2.22g碱式碳酸铜含碳元素的质量为
12
222
×22.2g=1.2g≠1.6g
2.22g碱式碳酸铜含碳元素的质量为
12
222
×22.2g=1.2g≠1.6g

(5)实验结论:结合甲、乙同学的探究和查阅资料,丙同学确认只有猜想①成立.
(6)实验拓展:丙同学想进一步探究该黑色固体的化学性质.他发现实验室有一瓶无色溶液,其标签严重破损(如图),老师告诉他该瓶试剂是硫酸、硫酸钠或硫酸镁溶液中的一种.他通过查阅资料得知常温下这三种物质的溶解度如下表:
物 质 H2SO4 Na2SO4 MgSO4
常温下的溶解度∕g 与水以任意比互溶 18.0 39.0
丙同学根据以上信息,分析此溶液一定不是
硫酸钠
硫酸钠
溶液.为确定其成分,他取了少量黑色固体放入试管中,然后向其中滴加了一定量的该无色溶液后,发现黑色固体全部消失,溶液由无色变为蓝色.他确定该溶液为
硫酸
硫酸
.其反应的化学方程式为
H2SO4+CuO═CuSO4+H2O
H2SO4+CuO═CuSO4+H2O

碱式碳酸铜[化学式为Cu2(OH)2CO3,相对分子质量为222]加热完全分解后得到的黑色固体是什么呢?甲、乙、丙三位同学想通过实验探究,来确定该黑色固体的组成。

(1)提出问题:  黑色固体是什么?

(2)猜想与假设: 黑色固体可能是:①              ;②可能是炭粉;③可能是炭粉和氧化铜的混合物。请你补充猜想①。作出这些猜想的依据是                        

(3)实验方案: 他们称取了2.22g碱式碳酸铜在试管中高温加热使之完全分解,冷却至室温,称得黑色固体产物的质量为1.6g。

(4)实验反思:① 甲同学经过思考后,认为可以排除猜想③,理由是                           (用化学方程式表示)。

② 乙同学根据质量守恒定律:化学反应前后,元素的种类和质量都不变。通过对得到的数据进行计算,排除了猜想②,他的理由是(通过计算式说明)                         

(5)实验结论:结合甲、乙同学的探究和查阅资料,丙同学确认只有猜想①成立。

(6)实验拓展:丙同学想进一步探究该黑色固体的化学性质。他发现实验室有一瓶无色溶液,其标签严重破损(如图),

老师告诉他该瓶试剂是硫酸、硫酸钠或硫酸镁溶液中的一种。他通过查阅资料得知常温下这三种物质的溶解度如下表:

物 质

H2SO4

Na2SO4

MgSO4

常温下的溶解度∕g

与水以任意比互溶

18.0

39.0

丙同学根据以上信息,分析此溶液一定不是                 溶液。为确定其成分,他取了少量黑色固体放入试管中,然后向其中滴加了一定量的该无色溶液后,发现黑色固体全部消失,溶液由无色变为蓝色。他确定该溶液为               。其反应的化学方程式为                          

【解析】初中阶段常见的黑色物质有:氧化铜、碳、二氧化锰、四氧化三铁等.然后根据化学反应前后元素种类不变,进行分析确定物质组成,(4)①碳具有还原性,能够和金属氧化物发生氧化还原反应,所以碳和氧化铜不能同时存在,②2.22g碱式碳酸铜含碳元素的质量为12/222×22.2g=0.12g≠1.6g,

(6)由标签可知:溶液的质量分数是20%,题中给出三种物种的溶解度,根据溶解度计算,在该温度下,饱和溶液中的溶质的质量分数,分析不可能的是什么.可能是什么;硫酸铜溶液是蓝色的

 

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