题目内容
【题目】CO是工业中重要的还原剂.
甲乙两同学在实验室中采用CO和CuO作为反应物进行相关实验探究.
【探究活动一】甲乙两位同学设计了如图1实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物,实验时在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气,然后继续实验.
①实验过程中,C中的现象是 ,D处点燃的目的是 .D处发生的反应方程式为 .
②对该实验的分析正确的是 .
A.实验结束时应先熄灭B处酒精灯
B.C中增加的质量与B中固体减小的质量相等
C.实验中若通入28g一氧化碳可生成64g铜
D.反应结束后继续通入一氧化碳的目的之一是防止铜被氧化
③④甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应,乙同学认为省略A可达到同样的目的,理由是 .
【探究活动二】
甲同学不小心将探究一得到的部分红色固体洒落到稀硫酸中,发现溶液的颜色由无色变为蓝色,两位同学对该现象产生的原因感到不解,向老师求助,老师向他们提供了以下资料,并鼓励他们继续探究红色固体的成分.
【资料】
Ⅰ.氧化铜被还原的过程可能会生成氧化亚铜(Cu2O),Cu2O也能被还原成铜;
Ⅱ.Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体;
Ⅲ.Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
结合刚才的实验现象,两位同学对红色固体的成分提出两种猜想:
猜想①:是Cu2O和Cu;猜想②:是 .
经过讨论交流,两位同学再次实验,并采取了不同的方案验证了猜想.
【方案一】
①操作A为 ,加过量硫酸的目的是 ,溶液B中含有的溶质是 ,洗涤的目的是 .
②大家通过以上数据计算并判断出猜想①成立,请你帮助他们计算红色固体a中Cu2O的质量为 .(无需写出计算过程)
③老师看了小组同学的实验报告后,高度赞扬了两位同学的实验设计,并指出两位同学的实验过程中若出现以下失误,会使红色固体a中Cu2O的质量分数偏小的是
A.稀硫酸量不足
B.反应后未洗涤剩余的红色固体就直接进行了干燥
C.采用加热烘干的方式干燥剩余红色固体
D.将红色固体b转移到天平上时有少量洒落
【方案二】
用如图2装置进行实验,通过测量反应前后固体质量的方法也能确定哪种猜想成立.
甲乙同学经过计算验证出猜想①正确,请你写出CO与红色固体反应的化学方程式: .
【答案】【探究活动一】
①澄清石灰水变浑浊;把一氧化碳转化成二氧化碳;2CO+O22CO2.
②AD.
③为了排尽装置中的空气,反应前已经通入一定量的一氧化碳.
【探究活动二】
猜想①:Cu2O.
①过滤;使氧化亚铜完全反应;硫酸、硫酸铜;除去铜表面的杂质.
②2.88g.
③ABC.CuO+COCu+CO2.
【解析】【探究活动一】
①实验过程中,C中的现象是澄清石灰水变浑浊,D处点燃的目的是把一氧化碳转化成二氧化碳,D处发生的反应方程式为:2CO+O22CO2.
②A.实验结束时应先熄灭B处酒精灯,继续通入一氧化碳直至冷却至室温,该选项说法正确;
B.C中增加的质量与B中固体减小的质量不相等,C中增加的质量大于B中固体减小的质量,该选项说法不正确;
C.因为一氧化碳不能完全反应,因此实验中若通入28g一氧化碳时,生成铜的质量小于64g,该选项说法不正确;
D.反应结束后继续通入一氧化碳的目的之一是防止铜被氧化,该选项说法正确.
③甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应,乙同学认为省略A可达到同样的目的,理由是为了排尽装置中的空气,反应前已经通入一定量的一氧化碳,过程中C中的澄清石灰水不变浑浊,说明一氧化碳不能和石灰水反应.
【探究活动二】
猜想①:是Cu2O和Cu;猜想②:是Cu2O.
①操作A为过滤,加过量硫酸的目的是使氧化亚铜完全反应,溶液B中含有的溶质是过量的硫酸和生成的硫酸铜,洗涤的目的是除去铜表面的杂质.
故填:过滤;使氧化亚铜完全反应;硫酸、硫酸铜;除去铜表面的杂质.
②设氧化亚铜质量为x,
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O,
144 64
x x
根据题意有:4.8g﹣x+x=3.2g,
x=2.88g,
③A.稀硫酸量不足,氧化亚铜不能完全反应,会导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏小;
B.反应后未洗涤剩余的红色固体就直接进行了干燥,导致铜的质量偏大,从而导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏小;
C.采用加热烘干的方式干燥剩余红色固体时,铜能和氧气反应生成氧化铜,导致铜的质量偏大,从而导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏小;
D.将红色固体b转移到天平上时有少量洒落,导致铜的质量偏小,从而导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏大.
高温条件下,氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式为:CuO+COCu+CO2.