题目内容
7.小杰和小敬学习了碳单质的化学性质后,知道碳与氧气反应能够生成CO或CO2.于是两人联想到木炭粉与氧化铜发生的反应可能有:①2CuO+C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑ ②CuO+C $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑
他们想来自己的想法,请你同他们一起进行探究:
[猜想与假设]
木炭粉与氧化铜反应生成的产物有三种可能:
(1)产物是铜和一氧化碳;(2)产物是铜和二氧化碳;(3)产物是铜和一氧化碳、二氧化碳
[设计方案]
(1)检验产物中是否有CO2的方法是(用化学方程式表示)Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;
(2)如何检验产物中是否存在CO,两人查找了资料:CO的特征反应是CO能使某种氯化钯的黄色混合液变蓝.CO有毒、有可燃性.
[实验与结论]
设计的实验装置(见图1)
实验报告:
| 实验现象 | 实验结论 |
| ①A中固体由黑色变红色 ②B中黄色试纸变蓝 ③C中澄清石灰水变浑浊 | ①有Cu生成 ②有CO生成 ③有CO2生成 |
①实验结束时,为防止铜被氧化,必须先停止加热,待铜冷却后再将试管口的胶塞取下,因此若没有B安全瓶,可能导致的后果是液体倒吸入试管把试管炸裂.
②根据实验结论,从环保角度考滤,上述装置C后应添加的装置是酒精灯,或塑料袋.
[拓展与交流]如果用图2装置代替图1中的A装置,这样既可以排尽试管中的空气,又能将反应的气体产物都“赶”出来,该气体可以是B (A.空气 B.氮气 C.氧气 )
分析 [猜想与假设]
木炭粉与氧化铜反应生成的产物可能是铜和一氧化碳,也可能是铜和二氧化碳,也可能是铜和一氧化碳、二氧化碳;
[设计方案]
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;
实验报告
根据实验现象可以判断实验结论,根据实验结论可以判断实验现象;
[反思与评价]
实验结束时,为防止铜被氧化,必须先停止加热,待铜冷却后再将试管口的胶塞取下,若没有B安全瓶,可能导致液体倒吸入试管中;
一氧化碳有毒,扩散到空气中会污染环境;
氮气的化学性质不活泼,一般情况下不能和其它物质发生化学反应.
解答 解:[猜想与假设]
(1)产物是铜和一氧化碳;(2)产物是铜和二氧化碳;(3)产物是铜和一氧化碳、二氧化碳.
故填:铜和一氧化碳、二氧化碳.
[设计方案]
(1)检验产物中是否有CO2的方法是把气体通入澄清石灰水中,如果澄清石灰水变浑浊,说明气体中含有二氧化碳,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
故填:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.
实验报告如下表所示:
| 实验现象 | 实验结论 |
| ①A中固体由黑色变红色 ②B中黄色试纸变蓝 ③C中澄清石灰水变浑浊 | ①有Cu生成 ②有CO生成 ③有CO2生成 |
①实验结束时,为防止铜被氧化,必须先停止加热,待铜冷却后再将试管口的胶塞取下,因此若没有B安全瓶,可能导致的后果是液体倒吸入试管把试管炸裂.
故填:液体倒吸入试管把试管炸裂.
②根据实验结论,从环保角度考滤,上述装置C后应添加的装置是酒精灯,利用酒精灯可以把一氧化碳通过燃烧转化成二氧化碳,或利用塑料袋吧完全收集起来.
故填:酒精灯,或塑料袋.
[拓展与交流]
如果用图2装置代替图1中的A装置,这样既可以排尽试管中的空气,又能将反应的气体产物都“赶”出来,该气体可以是氮气,不能是空气和氧气,因为氧气在温度较高情况下能够氧化铜.
故填:B.
点评 合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础.
练习册系列答案
相关题目
19.某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠(Na2O2)颗粒的装置”感到非常好奇,设计实验进行探究.
【提出问题】过氧化钠是否为一种制氧剂?与人呼出的哪种气体发生反应?
【查阅资料】①人呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2和水蒸气等.
②CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O.
【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气.
【进行实验】
实验Ⅰ:验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气.
(1)实验操作如图所示.

(2)实验现象及结论:观察到燃着木条熄灭现象,判断过氧化钠与氮气没有发生反应.
实验Ⅱ:验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气.
(1)同学们在老师的指导下设计了如图所示装置.其中A装置的作用是提供水蒸气,发生的变化是物理变化.

(2)实验现象及结论:带火星的木条复燃;过氧化钠与水蒸气发生反应并生成氧气.
实验Ⅲ:验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气.
(1)同学们在老师的指导下设计了如图所示装置.

(2)实验记录
【实验反思】
(1)根据实验Ⅱ和Ⅲ,过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后,还产生了另一种物质,该物质是化合物(填“单质”或“化合物”).
(2)某同学对实验Ⅲ的设计提出疑问:该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应,你认为他的理由是二氧化碳中混有水蒸气,而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气.
【提出问题】过氧化钠是否为一种制氧剂?与人呼出的哪种气体发生反应?
【查阅资料】①人呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2和水蒸气等.
②CO2+2NaOH═Na2CO3+H2O.
【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气.
【进行实验】
实验Ⅰ:验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气.
(1)实验操作如图所示.
(2)实验现象及结论:观察到燃着木条熄灭现象,判断过氧化钠与氮气没有发生反应.
实验Ⅱ:验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气.
(1)同学们在老师的指导下设计了如图所示装置.其中A装置的作用是提供水蒸气,发生的变化是物理变化.
(2)实验现象及结论:带火星的木条复燃;过氧化钠与水蒸气发生反应并生成氧气.
实验Ⅲ:验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气.
(1)同学们在老师的指导下设计了如图所示装置.
(2)实验记录
| 实验操作 | 主要实验现象 | 实验结论及解释 | |
| ① | 检查装置的气密性. 向装置中加入药品. | 装置的气密性良好. | |
| ② | 打开分液漏斗活塞,向A装置中缓慢加入稀盐酸. | A装置中观察到的现象有有气泡冒出,固体逐渐减少,C装置中有气泡出现. | A装置中发生反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑; C装置作用是除去二氧化碳. |
| ③ | 一段时间后用带火星的木条在D内进行检验. | 带火星的木条复燃. | 过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气. |
(1)根据实验Ⅱ和Ⅲ,过氧化钠与二氧化碳或水蒸气反应后,还产生了另一种物质,该物质是化合物(填“单质”或“化合物”).
(2)某同学对实验Ⅲ的设计提出疑问:该实验不能证明二氧化碳与过氧化钠确实发生了反应,你认为他的理由是二氧化碳中混有水蒸气,而水蒸气与过氧化钠反应也生成氧气.
15.以下是某同学进行的两个关于金属的探究实验.
【实验一】探究镁条与稀盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化

(1)实验前需对镁条进行打磨,目的是去除表面的氧化镁等杂质.
(2)检查图1 装置的气密性
(3)将镁条放入锥形瓶中,将注射器中的稀盐酸快速推入锥形瓶中.若稀盐酸是缓慢推入的,可能造成的后果是生成的热量会随之散失到周围的空气中,造成反应过程中温度几乎不变.
(4)观察注射器活塞运动变化情况,绘制出注射器内收集到的气体体积与时间关系的图象如图2 所示.
则t1~t2时间内反应速率逐渐减慢的主要原因是盐酸的浓度减小; t2~t3时间内注射器内气体体积逐渐减少的原因温度降低,气体体积减小.
【实验二】探究实验一反应后所得溶液的酸碱性
(1)甲同学用pH 试纸测定充分反应后锥形瓶中溶液的酸碱性,发现pH 小于7,说明甲同学所得溶液呈酸性(选填“酸”、“碱”或“中”).
甲同学:猜想Ⅰ:盐酸过量,使溶液pH 小于7;猜想Ⅱ:溶液pH 小于7.
为验证猜想Ⅱ,甲同学测定了该溶液的酸碱性,显弱酸性.
(2)乙同学重复甲同学实验时,发现反应后所得溶液pH 大于7,发现实验与甲同学实验不同的是,反应后的锥形瓶中镁条有剩余.乙同学猜想可能是镁与热水反应生成了碱性物质.乙同学为验证猜想,在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过镁条,观察到溶液很快变为红色,同时还观察到镁条表面有气体生成,收集并点燃该气体,发现能燃烧,请根据实验现象写出镁条与水反应的化学方程式Mg+2H2O(热)═Mg(OH)2+H2↑.
【拓展延伸】中和反应也会放出热量.某化学小组初步探究“氢氧化钠溶液和稀盐酸发生中和反应时,溶液温度的变化情况”.
【实验用品】10%的氢氧化钠溶液、10%的稀盐酸、温度计…
【实验过程】在一定体积的10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的稀盐酸(室温下),反应中溶液温度的变化如下:
(1)试在图3中绘出溶液温度变化与加入稀盐酸体积之间的关系图.
(2)写出该中和反应的化学方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O.
(3)其他条件不变,若改用20%的盐酸进行滴加,结合对上述曲线分析,大胆猜想新曲线最高点的位置(不考虑密度比热容及热量散失等影响因素).
①横坐标及猜想理由:5,当恰好完全反应时,放出热量的最大值与原实验相同,此时所需20%的盐酸的体积是原来的二分之一;
②纵坐标及猜想理由:大于18.2的值,当恰好完全反应时,放出热量的最大值与原实验相同,此时实验总质量比原实验小,所以△t最大值大于18.2℃.
【实验一】探究镁条与稀盐酸反应过程中的能量变化以及反应速率的变化
(1)实验前需对镁条进行打磨,目的是去除表面的氧化镁等杂质.
(2)检查图1 装置的气密性
(3)将镁条放入锥形瓶中,将注射器中的稀盐酸快速推入锥形瓶中.若稀盐酸是缓慢推入的,可能造成的后果是生成的热量会随之散失到周围的空气中,造成反应过程中温度几乎不变.
(4)观察注射器活塞运动变化情况,绘制出注射器内收集到的气体体积与时间关系的图象如图2 所示.
则t1~t2时间内反应速率逐渐减慢的主要原因是盐酸的浓度减小; t2~t3时间内注射器内气体体积逐渐减少的原因温度降低,气体体积减小.
【实验二】探究实验一反应后所得溶液的酸碱性
(1)甲同学用pH 试纸测定充分反应后锥形瓶中溶液的酸碱性,发现pH 小于7,说明甲同学所得溶液呈酸性(选填“酸”、“碱”或“中”).
甲同学:猜想Ⅰ:盐酸过量,使溶液pH 小于7;猜想Ⅱ:溶液pH 小于7.
为验证猜想Ⅱ,甲同学测定了该溶液的酸碱性,显弱酸性.
(2)乙同学重复甲同学实验时,发现反应后所得溶液pH 大于7,发现实验与甲同学实验不同的是,反应后的锥形瓶中镁条有剩余.乙同学猜想可能是镁与热水反应生成了碱性物质.乙同学为验证猜想,在滴有两滴酚酞的热水中放入一段打磨过镁条,观察到溶液很快变为红色,同时还观察到镁条表面有气体生成,收集并点燃该气体,发现能燃烧,请根据实验现象写出镁条与水反应的化学方程式Mg+2H2O(热)═Mg(OH)2+H2↑.
【拓展延伸】中和反应也会放出热量.某化学小组初步探究“氢氧化钠溶液和稀盐酸发生中和反应时,溶液温度的变化情况”.
【实验用品】10%的氢氧化钠溶液、10%的稀盐酸、温度计…
【实验过程】在一定体积的10%的氢氧化钠溶液中滴加10%的稀盐酸(室温下),反应中溶液温度的变化如下:
| 加入稀盐酸的体积(V)/mL | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 | 14 | 16 | 18 | 20 |
| 溶液温度的变化 (△t)/℃ | 0 | 5.2 | 9.6 | 12.0 | 16.0 | 18.2 | 16.7 | 15.7 | 14.7 | 13.7 | 12.9 |
(2)写出该中和反应的化学方程式HCl+NaOH=NaCl+H2O.
(3)其他条件不变,若改用20%的盐酸进行滴加,结合对上述曲线分析,大胆猜想新曲线最高点的位置(不考虑密度比热容及热量散失等影响因素).
①横坐标及猜想理由:5,当恰好完全反应时,放出热量的最大值与原实验相同,此时所需20%的盐酸的体积是原来的二分之一;
②纵坐标及猜想理由:大于18.2的值,当恰好完全反应时,放出热量的最大值与原实验相同,此时实验总质量比原实验小,所以△t最大值大于18.2℃.
17.下列四种变化中,其中一种与其他三者有本质的区别,这是( )
| A. | 铁生锈 | B. | 石蜡熔化 | C. | 纸燃烧 | D. | 食物腐烂 |