题目内容

【题目】某化学兴趣小组按照课本实验方法(如下图),做木炭与氧化铜反应的实验时,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?如何选择合适条件,使木炭还原氧化铜的实验现象更明显?

【查阅资料】铜有+1 和+2 两种化合价,通常情况下,氧的化合价为-2,碳的化合价为+4 或-4。

【猜想与假设】

(1)同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物,并猜测它的化学式为

(2)同学们还认为,通过改变反应物的状态、质量比,以及反应装置,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)小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是 ;反应的化学方程式为

(2)小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较,乙装置中将试管直立放置的好处是

【实验与结论】

同学们决定按改进后的方案进行实验,他们在检验了乙 后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热,当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时, (填“可以”或“不能”)确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久,即可看到试管底部变红热,停止加热后,仍能看到红热现象,并沿试管底部自下而上蔓延,这个现象说明该反应是 (填“吸”或“放”)热反应。待产物冷却后,同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠,实验获得了圆满成功。

【答案】【猜想与假设】()

【分析与交流】(1)这是固体反应物间的反应,使用颗粒更小的反应物,可以增加表面积,有利于反应的进行;C+2CuO 2Cu+CO2(2)有利于集中加热,获得持续高温。

【实验与结论】装置的气密性 不能

【解析】

试题分析:根据质量守恒定律可以推测该物质可能是氧化亚铜,或者是碳元素和铜元素形成的化合物,小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。这样建议的原理是这是固体反应物间的反应,使用颗粒更小的反应物,可以增加表面积,有利于反应的进行;反应的化学方程式为C+2CuO 2Cu+CO2。小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较,乙装置中将试管直立放置的好处是有利于集中加热,获得持续高温;检验了乙装置的气密性后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热,当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时,不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久,即可看到试管底部变红热,停止加热后,仍能看到红热现象,并沿试管底部自下而上蔓延,这个现象说明该反应是放热反应,因为停止加热后仍是红热的。

练习册系列答案
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【题目】研究小组进行木炭还原氧化铁的探究活动。将木炭、氧化铁及试管充分烘干,并将木炭和氧化铁混合均匀、研磨。取适量上述混合物于试管中,用图1所示的装置加热(试管竖直向上,可使加热时的热量尽少散失)

【提出问题】实验结束后,试管中的剩余固体X含有哪些成分,质量分别是多少?

【查阅资料】

铁的氧化物还原时,是从高价铁的氧化物逐级还原成低价铁的氧化物,最后还原成金属铁。氧化物及其部分性质如下

红色固体 均为黑色固体。其中,具有很好的磁性,能被磁铁吸引。三种氧化物均不溶于水,但能溶于稀盐酸,分别发生如下反应:

Fe2O3+6HCl ══ 2FeCl3+3HO

Fe3O4+8HCl ══ 2FeCl3+FeCl2+4H2O

FeO+2HCl ══ FeCl2 + H2O

黄色的溶液中滴入无色的KSCN溶液,溶液变为红色,该实验常用于检验溶液遇单质铁发生反应:2FeCl3 + Fe = 3FeCl2溶液变为浅绿色

【猜想】固体X可能含有:

实施实验

目的:确定固体X的组成。

步骤

操作

主要现象

结论

I

取部分冷却后的固体X倒在滤纸上,用磁铁充分吸引。

部分固体被吸引到磁铁上

可能有

II

取滤纸上的剩余固体少量,放入图2所示的试管a中,通入氧气,用酒精灯加热。

固体剧烈燃烧, b中溶液变浑浊

一定有

III

另取滤纸上的剩余固体少量,放入试管中,加入足量的稀盐酸。

无明显现象

一定没有

IV

取步骤I磁铁上的固体少量,放入试管中,逐滴加入稀盐酸。

产生

一定有

V

在步骤IV所得溶液中逐滴加入

溶液不变红色

一定没有

反思改进

同学们讨论发现,用上述实验方法不能确定固体X中一定没有,理由是

为确定固体X中是否含Fe3O4并测定其中各成分的质量,同学们又进行了以下实验:

步骤

操作

数据

I

重新取部分冷却至室温的固体X,称量其质量为m1

m1 = 17.9 g

II

将称量好的固体X全部放入图3所示的锥形瓶中,称量整套装置及药品的质量为m2;打开分液漏斗旋塞,放入足量稀盐酸后关闭旋塞,待没有气泡产生并恢复至室温,再次称量整套装置及药品的质量m3

m2 = 317.9 g

m3 = 317.3.g

III

将锥形瓶中剩余的固体过滤、洗涤并干燥,称量其质量为m4

m4 = 1.1 g

获得结论

(1)为确定固体X中是否含,m1~m4中应该用到的数据有

(2)固体X的成分及质量分别是

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