题目内容

某中学化学兴趣小组按照课本的实验方法(如图甲),做木炭与氧化铜反应实验时,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。

【提出问题】暗红色的固体是什么?如何选择合适的反应装置,使木炭还原氧化铜的实验现象更明显?
【猜想与假设】
(1)同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物,并猜测它的化学式可能为                
(2)同学们还认为,通过改变反应装置,可以使该实验现象更加明显,减少出现暗红色固体的情况.
【分析与交流】
(1)甲装置中酒精灯火焰处加有铁丝网罩,其作用是                              
(2)该实验时应注意不能把石灰水变浑浊作为木炭跟氧化铜反应的充分证据,因为试管中还可能发生反应                                       (写化学方程式)。
【实验与结论】
稳定的高温是本实验成功的关键因素之一,实验装置也会影响加热的效率。同学们决定用乙装置替代甲装置进行实验,他们在检验了乙装置的                            后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热。待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后用弹簧夹夹紧胶皮管,让产物自然冷却。若不用弹簧夹夹紧胶皮管,可能出现的后果是                                             ,待产物冷却后,同学们终于观察到了期待已久的紫红色铜,实验获得了圆满成功.
【猜想与假设】Cu2O(1分)
【分析与交流】(1)使火焰集中并提高温度(1分)
(2)C+O2CO2   (1分)
【实验与结论】气密性(1分)
空气会进入反应后的试管中,使生成的依然灼热的铜重新被氧化(1分)

试题分析:【猜想与假设】由于已知的碳的氧化物均为气体,而氧化铜又是黑色的,结合铜有+1和+2两种化合价,可知该暗红色的固体氧化物的化学式可能为Cu2O。
【分析与交流】(1)加上灯罩可以使火焰更集中,能提升温度;
(2)因为碳也可以和氧气发生反应生成二氧化碳,同样能使澄清石灰水变浑浊,故该反应的化学方程式为C+O2CO2
【实验与结论】由于该实验必须保证装置的气密性良好,故实验时首先要检查装置的气密性;由于温度较高时,铜可以和氧气反应生成氧化铜,所以若试管中的产物没有冷却就打开止水夹,则空气会进入试管,使生成的依然灼热的铜重新被氧化。
点评:对于验证型实验探究,要熟记物质的性质或变化规律,根据给出的实验设计方案,进行实验、分析和探究,并通过观察、记录和分析的实验现象,来验证该物质的性质或变化规律等。
练习册系列答案
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一化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇,他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠,打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末。
【资料获悉】①铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化,从而达到除氧保鲜的目的。铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3(其他产物忽略不计)。
② Fe2O3+3H2SO4="=" Fe2(SO4)3+3H2O ;Fe + Fe2(SO4)3= 3FeSO4
③“碱石灰的干燥管”可以用来干燥氧气、氢气等气体。
【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效,并测定10.00g样品各成分的质量,设计了以下探究实验。
【实验探究】(假设所有操作没有损失)
步骤1:小刚用磁铁接近样品,发现磁铁吸引了部分黑色固体。
步骤2:称取10.00g样品于一烧杯中,加足量水充分搅拌溶解后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为8.32g。
步骤3:按如右装置,将得到的8.32g固体与足量稀硫酸反应,用电子秤称得反应前后总质量差为0.11g。

步骤4:将锥形瓶中反应后的液体过滤,并将滤渣洗涤、干燥后,称得其质量为1.20g。
步骤5:分析测算步骤4中所得滤液得知:滤液中溶质是硫酸和硫酸亚铁 ,且最后分离出16.72g硫酸亚铁。
【交流讨论】
(1)由步骤1得出的结论是              
(2)步骤2目的是                 
(3)如果步骤4中滤渣没有经过洗涤,则称得的质量             1.20g(填“>”或“=”或“<”)
(4)小刚认为0.11g差值即为H2的质量,并由此计算出样品中单质铁的质量为3.08g。
小华提出在装置的a导管处应该再连接一个盛有碱石灰的干燥管,他这样做的理由
                                                                                                                                  (5)小华还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理。其理由是:                                           
【学生实验】小华将步骤3的装置进行了改进,重新称取10.00g样品进行实验,并准确测得固体与足量稀硫酸反应前后总质量差为0.14g。                                                                                   
(6)请根据以上数据,计算10g该样品中各成分的质量。(只写出结果)
有关资料显示,我国的酸雨主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而形成的(在我国的能源结构中,燃煤约占70%),此外,各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。
【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。
【查阅资料】①“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变为无色),该反应的化学方程式为:5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O="==" K2SO4 + 2MnSO4 + 2    ”资料上这个化学方程式中最后一种物质的化学式印刷不清楚,请推测其化学式:                                   
②“二氧化硫和二氧化碳一样,也能使澄清石灰水变浑浊”。请书写该反应的化学方程式:                                                                
根据上述资料,甲同学和乙同学分别设计实验方案进行探究。
(1)甲同学:
【进行实验】甲同学进行了如下图所示A、B两步实验:

【观察现象】A中稀高锰酸钾溶液褪色,B中澄清石灰水变浑浊。
【得出结论】煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳,证明煤中含有碳元素和硫元素。
你认为该实验方案是否合理并简述理由:                                          
(2)乙同学:
【进行实验】乙同学进行了如下图所示实验(部分装置在图中略去):

B装置的作用是                             
【观察现象】                                                                     
                                                        (请写出B、C、D中的现象)。
【得出结论】煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳,证明煤中含有碳元素和硫元素。

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