题目内容
同学们在学习了木炭还原氧化铜的实验后,联想到单质碳的一些化学性质,对反应后的气体成分产生了疑问,某学习小组对该反应产物中的气体成分进行了探究。
〔猜 想〕
①气体产物全部是CO2 ②气体产物全部是CO ③气体产物
〔查阅资料〕 CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
〔设计实验〕根据各自的猜想,他们共同设计了如下图的实验装置进行探究。
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〔现象与分析〕
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现象 |
结论 |
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如果装置B , 装置C无现象 |
则猜想①成立 |
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如果装置B无现象,装置C |
则猜想②成立 |
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如果装置B ,装置C____________ |
则猜想③成立 |
〔结论〕实验现象证明猜想③成立,同学们的疑问是合理的。
〔反思〕
(1)同学们对CO产生的原因进行了分析:
①原因一:木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO;
②原因二:反应C+2CuO
2Cu+CO2↑中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应,产生了CO;
请你从原因一、原因二中选择其一,用化学方程式表示存在此原因的化学反应原理______________________________________________。
(2)根据上述实验,请你归纳出单质碳在工业上的重要用途
〔猜 想〕CO和二氧化碳
〔现象与分析〕
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现象 |
结论 |
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如果装置B澄清石灰水变浑浊 , 装置C无现象 |
则猜想①成立 |
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如果装置B无现象,装置C试纸由黄色变为蓝色 |
则猜想②成立 |
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如果装置B澄清石灰水变浑浊,装置C试纸由黄色变为蓝色 |
则猜想③成立 |
〔反思〕
(1)CO2+C
2CO
或 CuO+C
Cu+CO
(2)冶炼金属
【解析】
试题分析:根据猜想1和猜想2综合考虑,可知气体产物可能是CO和二氧化碳的混合气体;根据资料和实验结论分析:若猜想①成立,则气体产物全部是CO2 ,现象为装置B澄清石灰水变浑浊 ,
装置C无现象;猜想②成立,则气体产物全部是CO ,现象为装置B无现象,装置C试纸由黄色变为蓝色;若猜想③成立,则气体产物是CO和二氧化碳的混合气体,现象为装置B澄清石灰水变浑浊,装置C试纸由黄色变为蓝色。木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO的化学方程式为CuO+C
Cu+CO
,反应C+2CuO
2Cu+CO2↑的产物中只有二氧化碳能与碳反应,即CO2+C
2CO
;根据上述实验可知碳具有还原性,则可利用这个性质来冶炼金属。
考点:一氧化碳和二氧化碳的检验
【集体讨论】:
(1)讨论后同学们认为,选择的药品既要能消耗氧气,又不会跟空气中的其它成分反应,而且生成物为固体.他们应该选择(填编号)______为了充分消耗容器中的氧气,药品的用量应保证______.
A.蜡烛 B.红磷 C.硫粉
(2)小组同学共同设计了如图的两套装置,你认为合理的是(填编号)______.
为了确保实验的成功,在装药品之前应该______.
【分组实验】在讨论的基础上,他们分组进行了实验.
【数据分析】实验结束后,整理数据如下:(注:集气瓶容积为100mL)
| 组 别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 进入集气瓶中水的体积(mL) | 20 | 21 | 19 | 20 | 22 | 18 |
通过实验还可以推断集气瓶中剩余气体的物理性质是______,化学性质是______.
【实验拓展】
(4)小组的同学做完实验后又尝试用木炭重新做了以上实验,发现水几乎没有进入集气瓶.经讨论,小组的同学反思上述实验的探究过程后认为:用燃烧法测定空气中氧气含量的实验时,在药品的选择或生成物的要求上应考虑的是(答一条)______.
(5)某校研究性学习小组用右下图装置进行镁条在空气中燃烧的实验,燃烧、冷却后打开止水夹,进入集气瓶中水的体积约占集气瓶体积的70%.
①如图A仪器的名称是______,燃烧、冷却后打开止水夹,水能进入集气瓶的原因是______.
②如果镁条只和空气中的氧气反应,则进入集气瓶中水的体积最多不超过其容积的______%.现进入集气瓶中水的体积约为其容积的70%,根据空气的组成可推出减少的气体中有氮气.
【发现问题】氮气是怎样减少的呢?
【假设一】氮气与镁条反应而减少.
【假设二】______.
【查阅资料】镁条在氮气中能燃烧,产物为氮化镁固体.
该反应的文字表达式______