题目内容
【题目】某化学兴趣小组发现铜片在加热的条件下可以与浓硫酸反应,产生气泡并闻到刺激性气味,铜片溶解,溶液呈蓝色,请你参与实验探究。
(提出问题)产生的气体是什么?
(查阅资料)SO2是一种无色,有刺激性气味,有毒的气体
(提出猜想)猜想一:SO2;猜想二:SO2和H2;猜想三:SO2和CO2。你认为猜想二____(填:“正确”或“错误”),同时,猜想三不可能的原因是_____。
(提出问题)蓝色溶液的溶质是什么?
(提出猜想)猜想一:CuSO4;猜想二:CuSO4和H2SO4。
(进行实验)取一定量反应后的溶液进行稀释,并分装在A、B两支试管中,然后进行下列实验,并完成下表:
步骤 | 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
步骤一 | 在试管A中加入少量的CuO粉末 | ______________ | 溶液中含有H2SO4 |
步骤二 | 在试管B中加入过量的NaOH溶液 | ______________ | 溶液中含有CuSO4 |
(探究结论)通过实验,猜想二正确。
(1)写出步骤一发生反应的化学方程式:___________________________。
(2)完成并配平方程式:Cu+H2SO4(浓)________________________。
(反思评价)根据化学方程式:小王认为工业上可以用铜和浓硫酸反应大量制取硫酸铜,小李认为不适宜,理由是_________________________。
【答案】错误 反应前没有碳元素,不可能生成CO2 (黑色)固体溶解 产生蓝色沉淀 CuO+H2SO4=CuSO4+H2O Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O 该反应产生有毒气体SO2,会污染空气
【解析】
[提出猜想]铜的金属活动性位于氢后面,不能与酸反应置换出氢气,故猜想二错误;同时,猜想三不可能的原因是反应前没有碳元素,根据质量守恒定律,不可能生成CO2;
故填:错误;反应前没有碳元素,不可能生成CO2;
[进行实验]步骤一:在试管A中加入少量的CuO粉末,黑色固体溶解,是氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,说明溶液中含有H2SO4;
步骤二:在试管B中加入过量的NaOH溶液,氢氧化钠先和硫酸反应,硫酸被消耗完,氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,说明溶液中含有CuSO4;
故填:黑色固体溶解;产生蓝色沉淀;
[探究结论]
(1)氧化铜和硫酸反应生成硫酸铜和水,步骤一发生反应的化学方程式:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;故填:CuO+H2SO4=CuSO4+H2O;
(2)浓硫酸和铜加热反应生成硫酸铜、水和二氧化硫,反应的方程式为:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O;故填:Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+ SO2↑+2H2O;
[反思评价]
铜和浓硫酸反应产生有毒气体SO2,会污染空气(或浓H2SO4的利用率低)。
故填:该反应产生有毒气体SO2,会污染空气。
【题目】如图是实验室用红磷燃烧来粗略测定空气中氧气含量的装置。
(1)写出红磷燃烧的符号表达式:_______。
(2)实验原理:由于红磷燃烧消耗空气中的氧气,使瓶内_______减小,烧杯中的水倒吸到集气瓶。若装置的气密性良好,操作规范,用量筒测量进入瓶中水的体积,能粗略测得空气中氧气的含量。
[问题提出]有实验资料表明:燃烧过程中当氧气体积分数低于7%时,红磷就无法继续燃烧,因此通过上述实验,测量结果与理论值误差较大。
[实验改进]
I.根据铁在空气中生锈的原理设计如下图所示实验装置,再次测定空气中氧气的含量。装置中饱和食盐水、活性炭会加速铁生锈。
Ⅱ.测得实验数据如下表:
测量 项目 | 实验前 | 实验后 | |
烧杯中水的体积 | 烧杯中剩余水的体积 | 集气瓶(扣除内容物)和导管的容积 | |
体积/mL | 80.0 | 54.5 | 126.0 |
[交流表达]
(1)铁生锈过程发生复杂的化学反应,首先是铁与氧气、水反应生成氢氧化亚铁。写出该反应的文字表达式:_________。
(2)根据表格数据计算,改进实验后测得的空气中氧气的体积分数是_____(计算结果精确到0.1%)。
(3)从实验原理角度分析,改进后的实验结果比前者准确度更高的原因是:
①_________________;
②_________________。