Question

【题目】（1）某兴趣小组准备通过锌与稀硫酸反应产生的氢气来测定稀硫酸中溶质的质量分数，装置如下：

①小明同学用如图1所示装置进行实验，你认为他应该选择的最简易的装置及其连接顺序是：A→______→ D。

②小明若用图2装置收集氢气，应选择集气装置____（填“A”或“B”），为保证测量结果的准确性，收集气体的时机是_________。

a.导管口还没有气泡产生时

b.导管口连续均匀冒出气泡时

c.导管口冒出气泡很多时

③小张同学用如图3所示装置进行了实验：

Ⅰ．下列能说明装置气密性良好的是_________。

A.连接仪器后，向水准管中注水，直至左右两边管内形成稳定高度差。

B.向水准管内注水，连接好左侧装置，抬高水准管，左右两边液面始终相平。

Ⅱ．反应完毕后，每间隔1分钟读取气体体积、气体体积逐渐减小，直至体积不变。气体体积逐渐减小的原因是_________________（排除仪器和实验操作的影响因素）。

Ⅲ．若实验中测得稀硫酸的溶质质量分数偏大，下列可能的原因是____________。

a.装置漏气 b.读取数据时水准管的水面高于量气管的水面

c.未待冷却就读取量气管读数

（2）在金属活动性顺序表中，排在前面的金属能把位于后面的金属从它的盐溶液中置换出来，但小明在做金属钠与硫酸铜溶液反应的实验时，却出现了异常现象。

【进行实验】取一块绿豆大小的金属钠，放入盛有20毫升硫酸铜溶液的小烧杯中，发现金属钠浮在液面上不停打转，产生大量气体，烧杯发烫，溶液中出现了蓝色絮状沉淀，一会儿部分沉淀渐渐变黑，将反应后烧杯中的混合物进行过滤，得滤渣和无色滤液。

【提出问题】①生成的气体是什么？

②滤渣的成分是什么？

③无色滤液中的溶质是什么？

【查阅资料】①钠能与水反应生成一种碱，同时放出气体。

②氢氧化铜受热至60～80℃变暗，温度再高分解为相应的金属氧化物(化合价不变)和水。

【实验探究一】 探究生成的气体是什么？

小明将上述实验药品放入锥形瓶中，立即塞上带导管的单孔塞，把气体通入肥皂水中，将燃着的木条靠近飘起的肥皂泡，有爆鸣声。说明生成的气体是___________。

【实验探究二】 探究滤渣的成分是什么？

【猜想假设】滤渣中含有Cu(OH)2和_____________，还可能含有Cu。

【实验验证】

实验步骤	实验现象	结论
取少量滤渣，向其中加入足量的稀硫酸	____________________	滤渣中没有Cu

【实验结论】通过实验，小明同学得出结论：钠加入到硫酸铜溶液中会先与水反应，生成物再与硫酸铜反应生成氢氧化铜。请写出上述发生的两个反应的化学方程式______________ ，________________。

【实验探究三】探究无色滤液的溶质是什么？

【猜想假设】猜想① Na2SO4 ， 猜想②________________。

【实验验证】

实验步骤	实验现象	结论
取少量无色滤液，向其中加入__________	无明显变化	猜想①成立

【反思交流】钠加入硫酸铜溶液中出现黑色物质的可能原因是（用化学方程式表示）_________。

Answer 1

【答案】 C B a A 反应放热、气体在冷却过程中体积逐渐减小 c H2 CuO 固体全部溶解、溶液变成蓝色 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ CuSO4+2NaOH = Cu(OH)2↓+Na2SO4 Na2SO4和NaOH 无色酚酞试液 Cu(OH)2CuO + H2O

【解析】①最简易的装置及其连接顺序是：A→C→ D。用C收集氢气，同时通过读取压入D中水的体积，测定收集到氢气的体积，因为进入C的气体体积等于进入D的水的体积；②收集氢气，应选择集气装置B，A中导管太长，不易于操作；为保证测量结果的准确性，收集气体的时机是导管口连续均匀冒出气泡时，太早，收集的气体不纯，太晚，会导致收集的气体偏少； ③ Ⅰ． A.连接仪器后，向水准管中注水，直至左右两边管内形成稳定高度差。说明装置不漏气，在压力差的作用下形成液面差；B.向水准管内注水，连接好左侧装置，抬高水准管，左右两边液面始终相平，说明两边液面上的压强始终都等于大气压，说明装置内始终和大气相同，即漏气；Ⅱ．气体体积逐渐减小的原因是反应放热，气体在冷却过程中随压强变小，体积逐渐减小，Ⅲ．通过锌与稀硫酸反应产生的氢气来测定稀硫酸中溶质的质量分数，就是利用氢气计算硫酸，若实验中测得稀硫酸的溶质质量分数偏大，应该是测定的氢气比实际偏多， a.装置漏气导致气体体积偏少； b.读取数据时水准管的水面高于量气管的水面，导致气体压强增大，气体被压缩，体积应变小； c.未待冷却就读取量气管读数 ，由于气体受热膨胀，导致测定结果偏大；故选C；（2）【实验探究一】将燃着的木条靠近飘起的肥皂泡，有爆鸣声。说明生成的气体是氢气；【猜想假设】据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，滤渣中含有Cu(OH)2和氧化铜，还可能含有Cu；【实验验证】铜不能与常见的酸溶液反应，取少量滤渣，向其中加入足量的稀硫酸，没有固体剩余，说明滤渣中没有Cu；【实验结论】钠加入到硫酸铜溶液中会先与水反应，生成物再与硫酸铜反应生成氢氧化铜。上述发生的两个反应的化学方程式2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ ，CuSO4+2NaOH = Cu(OH)2↓+Na2SO4；【猜想假设】溶液为无色，说明硫酸铜完全反应，猜想①刚好完全反应时溶质为 Na2SO4 ，当氢氧化钠过量时，所得溶液中的溶质为硫酸钠和氢氧化钠；取少量无色滤液，向其中加入酚酞试液，无明显变化，说明无氢氧化钠， 猜想①成立；【反思交流】钠加入硫酸铜溶液中出现黑色物质的可能原因是氢氧化铜受热分解生成氧化铜，方程式为：Cu(OH)2 CuO + H2O。