【题目】可燃冰是一种新型能源,在我国南海储量很高,其主要成分为甲烷(CH4),CH4能还原CuO,某化学兴趣小组同学设计实验探究CH4还原CuO的反应。
(提出问题) CH4还原CuO的反应产物是什么?
(查阅资料)①白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色;②氧化亚铜(Cu2O)和铜均为红色固体,且Cu2O能和稀硫酸反应,反应的化学方程式为 。
(实验探究)
(1)实验开始时,应进行的操作是___________(填字母)。
a 先通纯净的甲烷,后加热氧化铜
b 先加热氧化铜,后通纯净的甲烷
(2)点燃酒精灯,通入足量的甲烷,一段时间后B装置内的现象是黑色固体变为红色,证明有铜生成。
(3)反应过程中,C装置中白色的无水硫酸铜固体变蓝色,证明有_________________生成。
(4)D装置内澄清石灰水变浑浊,证明有__________________生成,澄清石灰水变浑浊的化学方程式为______________________。
(实验反思)
(5)浓硫酸的作用是______________________。
(6)实验过程中可能会产生一氧化碳,从环保角度考虑,你认为如图实验需要改进之处是___________。
(实验拓展)
(7)实验结束后小可认为B装置内的红色固体可能是氧化亚铜,为验证其猜想,小可设计如下实验方案:
实验操作 | 现象 | 结论 |
取少量红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸 | ___________ | 红色固体是Cu2O |
小红认为小可的结论不合理,因为B装置中的红色固体可能是Cu和Cu2O的混合物,于是她进行了以下实验:称取m g红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸充分反应,然后过滤、洗涤、干燥称量,得到ng固体。当n>__________,(含m的代数式)时,证明小红的猜想合理。
【题目】小明同学在练习“金属的化学性质”实验操作时,发现几支试管中气泡产生的速率有快有慢,于是他与小芳同学一起合作进行如下探究。
(提出问题)金属与酸反应的快慢受哪些因素影响呢?
(猜想与假设)猜想一:可能与酸的浓度有关;
猜想二:可能与金属的种类有关;
猜想三:可能与金属的形状有关。
(设计并进行实验 )为了验证猜想,小明和小芳设计下图所示装置进行实验。
编号 | 盐酸的浓度(均取20 mL) | 金属(均取2g) | 金属的形状 | 收集50 mL氢气所需时间/s |
① | 10% | 铝 | 粉状 | 70 |
② | 10% | 铁 | 片状 | 120 |
③ | 10% | 铝 | 片状 | 112 |
④ | 20% | 铁 | 片状 | 110 |
(1)小明和小芳检查图1装置气密性的方法是:关闭分液漏斗活塞,用力将注射器活塞向右移动一 段距离,停止用力后松手,若观察到_________________,则表示气密性良好。
(2)写出铝与盐酸反应的化学方程式:____________________________________。
(收集证据)
(3)要比较金属的形状对反应快慢的影响,应选择的实验编号是________________________。
(得出结论)
(4)通过上述四个实验,你得出的影响金属与酸反应的快慢因素有________________________。
(5)实验①中试管外壁发烫,说明铝与盐酸的反应是放热反应,实验测得该反应中产生气体的速率(v)与时间(t)的关系如图2所示,你认为在t2~t3时间段内反应速率逐渐减慢的主要原因是____________________。
(实验拓展)
(6)小明将盐酸换成稀硫酸继续进行实验,发现铝粉和稀硫酸的反应现象不明显。为什么铝粉易与盐酸反应而难与稀硫酸反应呢?小明认为可能是Cl-的存在使酸和铝的反应容易进行。请你帮助小明设计一个合理的实验来验证假设:___________。