题目内容

某研究性学习小组为研究Cu与浓H2SO4的反应，设计如下实验探究方案（装置中的固定仪器和酒精灯均未画出）
实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CC14、NaOH溶液等药品，铜丝被卷成螺旋状，一端没入浓H2SO4中，另一端露置在液面上方．精英家教网
以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录
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根据上述材料回答下列问题：
（1）A试管上方的长导管的作用是
 
；D、E两支试管中CC14的作用是
 
．
（2）加热过程中，观察到A试管中出现大量白色烟雾，起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质，在持续加热浓硫酸（沸腾）时，淡黄色固体物质又慢慢地消失．写出淡黄色固体消失的化学反应方程式：
 
．
（3）对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热，很快发现C试管中品红溶液褪色，但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀．学生1猜想是由于SO2溶解度较大，生成了Ca（HSO4）2的缘故．请你设计实验验证学生1的猜想
 
．
（4）根据上述研究，结合所学知识，你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是
 
．（写化学式）
（5）学生2将反应后的反应液稀释后进行检验，发现溶液呈酸性，对此，学生2提出的猜想的：铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解溶液呈酸性．
你的猜想是：
 
．
请你设计一个简单的实验以验证你的猜想：
 
．
分析：（1）长导管除了导气作用之外，还可以让气体冷凝，回流；二氧化硫和强碱的反应十分剧烈，要注意防止倒吸现象的发生；
（2）硫在加热时能和浓硫酸反应生成二氧化硫和水，据此写出反应的化学方程式；
（3）酸式盐和强碱中的氢氧根反应能得到正盐，可以使用氢氧化钠溶液进行检验；
（4）含有铜元素的常见黑色物质有CuO、CuS、Cu2S，结合实际来回答；
（5）根据实验实际情况来判断溶液显酸性的可能原因并进行试验验证．
解答：解：（1）根据实验装置，长导管的作用一定是能导气，但气体在导管中时间一长就会冷凝，回流；二氧化硫和强碱的反应十分剧烈，可以采用四氯化碳的作用来达到防止倒吸现象的发生的目的，
故答案为：导气、冷凝、回流；防止倒吸；
（2）浓硫酸具有强氧化性，硫在加热时能和浓硫酸反应，反应的化学方程式为S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
 3SO2↑+2H2O，
故答案为：S+2H2SO4（浓）
  △  
.
 
 3SO2↑+2H2O；
（3）Ca（HSO4）2能和强碱反应生成溶解度较小的亚硫酸钙，可以加入氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成，
故答案为：取样后，向其中加氢氧化钠溶液，观察是否有沉淀生成；
（4）含有铜元素的黑色物质有：CuO、CuS、Cu2S，根据题中信息可知，所以液面下方铜丝表面的黑色物质成分为CuO、CuS、Cu2S，
故答案为：CuO、CuS、Cu2S；
（5）溶液显酸性的可能原因是硫酸过量，可以加入金属铁来检验溶液中氢离子的存在，方法为：取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量，
故答案为：铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性；取稀释后的溶液适量于试管中，加入足量的铁粉，若有无色无味的气体产生，证明硫酸过量（其他答案也合理）．
点评：本题考查了浓硫酸的性质，题目难度中等，注意掌握浓硫酸具有的化学性质，明确性质实验方案设计的方法，明确题中资料信息是解题根据，试题培养了学生的分析、理解能力．
练习册系列答案
相关题目
有一已磨成粉末的混合物试样，是由下列六种物质中的若干种等量组成﹕
（A） NaCl 　（B） KCl 　（C） CaCl2　（D） CuSO4（ 无水）　 （E） Na2SO4　 （F） Na2CO3
为了要确定该粉末试样的成分，某研究性学习小组先查了资料后，研拟了一个检验粉末试样的流程图，并在老师的指导下在化学实验室中进行实验．以下是该小组实验报告的一部份：
实验一：用烧杯取粉末试样约2g，加蒸馏水约100mL，搅拌后形成无色的透明溶液X．
实验二：在溶液X中加了盐酸，观察到在溶液中陆续产生气泡，至溶液不再冒气泡，溶液仍为无色透明（ 贴上卷标Y）．
实验三：在无色透明的溶液Y中，滴加BaCl2溶液，即见白色沉淀．
实验四：继续滴加BaCl2溶液，至白色沉淀不再产生后，过滤分离出白色沉淀，得到透明的无色滤液Z．
实验五：在滤液Z中，滴入AgNO3溶液，则见白色沉淀，加入稀硝酸，沉淀不溶解．
（1）根据上述实验报告，原粉末中一定没有哪两种物质
CD
CD
﹖（ 从（A）-（F）中选两项，填字母）
（2）原粉末中，一定含有哪两种物质
EF
EF
﹖（ 从（A）-（F）中选两项）
（3）若只需回答上述（1）（2）的问题，你认为该小组同学不需要做哪两个实
验
DE
DE

（A） 实验一　 （B） 实验二　 （C） 实验三　 （D） 实验四　 （E） 实验五．
有一种褐铁矿主要成分是Fe2O3，所含杂质不溶于水和酸．某研究性学习小组的同学们利用一小块样品，进行了以下实验．
（1）检验矿物样品中是否有Fe3+
实验用品：锤子、研钵、烧杯、玻璃棒、漏斗、铁架台、滤纸、试管、胶头滴管
实验步骤：
①取样：将样品用锤子敲碎，再在研钵中研细备用．
②溶解：将样品粉末倒入烧杯，加入
稀盐酸
稀盐酸
，用玻璃棒充分搅拌．
③
过滤
过滤
（填操作名称）．
④检验：取少许溶液，
滴加KSCN溶液
滴加KSCN溶液
．
实验现象：
溶液变为红色
溶液变为红色
．
实验结论：矿物样品中含有Fe3+．
（2）制备氢氧化亚铁
①为了得到亚铁盐的溶液，同学们在剩余的溶液中加入过量的某种固体试剂，该试剂是（填化学式）
Fe
Fe
，反应的离子方程式是
2Fe3++Fe=3Fe2+
2Fe3++Fe=3Fe2+
．
②对于①中过量的固体试剂是否需要除去，同学们产生了两种观点．
甲组：认为需要过滤．                    乙组：认为不需要过滤．
你支持的是组
乙
乙
（填“甲”或“乙”），理由是
过量的铁粉可以防止Fe2+被氧化为Fe3+
过量的铁粉可以防止Fe2+被氧化为Fe3+

③同学们在新制得的亚铁盐溶液中加入适量新制的氢氧化钠溶液，制出的氢氧化亚铁呈
白
白
色．为使试管中的氢氧化亚铁保存的时间更长，请在右图中画出你的设计（可以加必要的文字说明）．
火柴头上通常含有氯酸钾、二氧化锰、硫等物质．某研究性学习小组进行火柴头中有关物质的实验探究．
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（1）检验火柴头中含有硫将两根火柴放在如图甲所示实验装置中漏斗下面，用一根燃着的火柴点燃它，慢慢拉动注射器活塞抽气，让火柴燃烧产生的气体通过稀品红溶液，观察到品红溶液褪色．
①燃烧产生的气体中一定含有
 
．
②可用于替代试管中品红溶液的试剂有
 
（填标号）．
A．稀高锰酸钾酸性溶液     B．饱和石灰水        
C．稀溴水                       D．烧碱溶液
③某同学提出用图乙所示方法进行实验更为简便．他的操作是：
i．当图乙中所示火柴头燃烧完时，立即移出火柴；
ii．
 
．
（2）证明火柴中的氯元素是以氯酸钾的形式存在，而不是以氯化钾的形式存在，请完成下列操作：
①取3～4根火柴，摘下火柴头，浸入水中，片刻后，取少量溶液于试管中，加入少量的硝酸银溶液，没有白色沉淀生成；
②再往上述溶液中加入稀硝酸和NaNO2溶液，观察到有白色沉淀生成．反应的离子方程式是
 
；
③将燃尽的火柴头浸泡在少量水中，片刻后取少量溶液于试管中，滴加AgNO3和稀硝酸，可观察到白色沉淀产生，说明将燃尽的火柴头浸泡在少量水中，会有
 
物质被浸出，说明火柴头燃烧时其中含有的
 
转化为该物质．
（3）测定火柴头中KClO3的含量主要实验步骤如下：
（i）刮取火柴头，小心研碎，称得质量为2.45g；
（ii）用适量蒸馏水充分浸泡后过滤、洗涤残渣；
（iii）往装有滤液和洗涤液的烧杯中加入过量的NaNO2溶液、AgNO3溶液和稀硝酸，搅拌，充分反应后，过滤、洗涤沉淀；
（iv）干燥沉淀物，称得其质量为1.435g．
①反应中NaNO2、AgNO3均需要过量的原因是
 
；
②实验测得火柴头中KClO3的质量分数为
 
；
③如果第ii步中未洗涤沉淀残渣，测得KC1O3的质量分数将
 
（填“偏大”、“偏小”、或“无影响”，下同）；如果第Ⅲ步中未洗涤AgCl沉淀，测得KClO3的质量分数将
 
．
已知某种治疗胃病药品的主要成份是铝碳酸镁片，化学式为AlaMgb（OH）mCO3?n H2O，假设药品中的其它成份受热不分解，不溶于水且不与稀硫酸反应．某研究性学习小组设计了如下实验探究铝碳酸镁片的组成．
实验一：取mg该药片，研成粉末放入硬质玻璃管中，加热，充分反应后测得装置C增重2.16g，装置D增重0.44g．
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（1）装置C和D中盛放的药品是：C
 
  D
 

（2）实验开始前先通入一段时间空气，其目的是
 
，其操作方法是
 
．当B处的酒精灯点燃后以及反应结束后一段时间内仍然要通入空气的目的是
 
．
实验二：另取m g该药片，加入100mL1mol/L的稀硫酸，充分反应后滤去不溶物，向滤液中逐渐加入1mol/L的NaOH溶液，产生沉淀的物质的量与加入NaOH溶液体积之间的关系如图：
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（3）根据以上所给数据求出x=
 

（4）通过计算确定铝碳酸镁的化学式为
 

（5）有医生建议患有严重胃溃疡的患者最好慎用该药，试用你所学的知识解释这样建议的理由是
 
．
（6）有同学认为，不需要做实验一，只需要在实验二的基础上再得知两个数据就可以求出铝碳酸镁的化学式，你认为这两个数据应该是：
 
、
 
．
某研究性学习小组根据侯德榜制碱法原理并参考下表有关物质溶解度（g/100g水）数据，以饱和NaCl溶液与研细的NH4HCO3为原料，设计实验经两步反应制备纯碱．
物质 0℃ 10℃ 20℃ 30℃ 40℃ 50℃ 60℃ 100℃
NaCl 35.7 35.8 36.0 36.3 36.6 37.0 37.3 39.8
NH4HCO3 11.9 15.8 21.0 27.0 35℃以上分解
NaHCO3 6.9 8.1 9.6 11.1 12.7 14.5 16.4 -
NH4Cl 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 50.4 55.3 77.3
下列有关说法中，正确的是（　　）
A、第一、二步反应的基本类型为化合反应、分解反应
B、第一、二步反应之间的主要实验操作是过滤、洗涤
C、第一步反应控制温度高于30℃目的是提高反应产率
D、反应液加盐酸处理可使NaCl循环使用并回收NH4Cl

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