题目内容

16．实验室有一瓶黑色固体CuO，但是混入了少量铁粉．为了测定其中CuO的质量分数，设计了如图方案．氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳气体，反应的化学方程式为
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O．
回答下列问题：
（1）上述装置有什么明显缺陷尾气有毒，未处理掉．
（2）实验前先通入 CO的目的是排尽装置内空气，防止加热时发生爆炸．
（3）A组同学称量反应前固体混合物的质量是10克，充分反应后玻璃管中固体的质量为8.4克，由此数据计算混合物中CuO的质量分数为80%．
（4）B组同学称量反应前固体混合物的质量是10克，试管中物质的总质量是200.0克，充分反应后试管中物质的总质量是202.2 克，由此数据计算混合物中氧化铜的质量分数是40%．
（5）你认为A组同学所测的数据更合理，另一组同学所测数据偏差过大的原因是二氧化碳气体未能完全吸收．

分析 （1）尾气中含有未完全参与反应的一氧化碳；
（2）根据实验中的注意事项来分析；
（3）根据加热时，试管中发生的反应来分析；
（4）根据试管中增重的质量以及方程式来进行计算；
（5）根据反应是否充分来分析．

解答 解：（1）尾气中含有有毒的一氧化碳，直接排放到空气中会造成空气的污染；故填：尾气有毒，未处理掉；
（2）一氧化碳具有可燃性，如不纯时加热易发生爆炸，所以要先通一会一氧化碳气体，排尽装置内空气，防止加热时发生爆炸；故填：排尽装置内空气，防止加热时发生爆炸；
（3）设氧化铜的质量为x，则
CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2       固体质量减少
   80     64            80-64=16
   x                   10g-8.4g=1.6g
$\frac{80}{64}=\frac{x}{1.6g}$
x=8g
则混合物中，氧化铜的质量分数为：$\frac{8g}{10g}×100%$=80%；故填：80%；
（4）试管增重的质量即为被吸收的二氧化碳的质量，被吸收的二氧化碳：202.2g-200g=2.2g
设氧化铜的质量为y，则
CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2      
   80        44
   y        2.2g
$\frac{80}{44}=\frac{y}{2.2g}$
y=4g
则混合物中，氧化铜的质量分数为$\frac{4g}{10g}×100%$=40%；故填：40%．
（5）在B组的实验中，二氧化碳只可能有部分参与反应，所以造成实验结果不一致，故填：A，二氧化碳气体未能完全吸收等．

点评 本题主要考查化学实验方案的设计与评价，学会运用猜想与事实验证的方法和技巧处理实验问题，掌握一氧化碳的化学性质，了解实验探究物质组成成分以及含量的方法．

练习册系列答案
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（1）写出A、F的化学式：AH2O2；FC．
（2）用化学方程式表示以下转化关系：
B→C2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．
E→D2CO+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2．
7．下列符号，既有微观意义，又有宏观意义的是（　　）
A．2H2B．3N2C．4FeD．O2
4．空气是一种宝贵的自然资源，分离液态空气不能得到的气体是（　　）
A．氧气B．氩气C．氮气D．氢气
11．在一密闭容器内加入甲、乙、丙、丁四种物质，在一定条件下发生化学反应，反应一段时间后各物质的质量如图所示．下列说法中不正确的是（　　）
A．该反应为分解反应
B．丙可能为该反应的催化剂
C．丁相对分子质量是甲的2倍
D．若乙、丁的相对分子质量之比为 6：1，则乙、丁的化学计量数之比为 1：4
1．实验室有一瓶无色溶液，可能是氢氧化钠溶液或澄清石灰水．请你用化学方法鉴别．
操作步骤实验现象结论
分别取少量溶液于两支试管中，然后分别通入二氧化碳气体溶液是否变浑浊变浑浊的溶液为氢氧化钙溶液
无明显变化的溶液为氢氧化钠溶液
8．写出下列反应的化学反应方程式
（1）铁丝在氧气中燃烧3Fe+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe3O4．
（2）乙炔（C2H2）在氧气中充分燃烧2C2H2+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$4CO2+2H2O．
（3）氢氧化钠与硫酸铜溶液反应生成硫酸钠和氢氧化铜沉淀2NaOH+CuSO4=Cu（OH）2↓+Na2SO4．
（4）电解水2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑；．
5．现行空气质量日报中，未计入空气污染指数项目的是（　　）
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6．草酸亚铁晶体（FeC2O4•2H2O）是一种浅黄色固体，难溶于水，受热易分解，是生产锂电池的原材料．某化学兴趣小组设计实验验证草酸亚铁晶体热分解的气体产物，并用热重法（TG）确定其分解后所得固体产物的组成．探究过程如下：如图1
【查阅资料】
1．草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO、CO2．
2．白色的无水CuSO4遇水蒸气会变成蓝色．
3．浓硫酸具有吸水干燥的性质．
4．氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水．
【实验设计】

（1）从环保角度考虑，该套实验装置的明显缺陷是没有处理尾气．
（2）可选择以下实验装置中如图2的乙（选填“甲”或“乙”）作为虚线中的“热分解装置”．
【问题讨论】
（3）实验过程中观察到：B中白色无水CuSO4变成蓝色，C中澄清石灰水变浑浊的反应方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O（填化学方程式），E中黑色固体变红色（填实验现象），则可证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物是H2O、CO2、CO．
（4）该兴趣小组进行上述实验时，先点燃热分解装置中的酒精灯，一段时间后再点燃E处的酒精灯，原因是将装置中的空气排尽，防止CO和空气的混合气体受热爆炸．
（5）若通过F装置中澄清石灰水变浑浊来证明草酸亚铁晶体热分解的气体产物中有CO，则需在C和D装置之间增加盛有足量的浓氢氧化钠溶液的洗气瓶，其作用是NaOH．
【数据分析】
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①过程Ⅰ发生反应的化学方程式为FeC2O4•2H2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$FeC2O4+2H2O↑．
②300℃时剩余固体只有一种且是铁的氧化物，试通过计算确定该氧化物的化学式或名称Fe2O3．
请写出计算过程：

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