Question

2．某学习型小组利用如图装置进行一系列探究实验：
查阅资料得知：白磷为白色蜡状固体，剧毒，不溶于水，着火点为40℃；红磷的着火点为240℃．

（1）探究燃烧的条件：
①在A中观察到的现象为：①铜片上的红磷和水下的白磷不燃烧．
②在使用组装好的B装置前，首先应该进行的操作是检查装置的气密性，然后加入药品并将B和C装置连接，B装置中反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，C装置中的白磷燃烧．
③从以上实验分析可得出燃烧的条件为：可燃物、与氧气充分接触和温度达到可燃物的着火点．
（2）探究气体的制备和金属的活动性：
①写出装置B中仪器的名称：a铁架台；b长颈漏斗．
②在实验室用发生装置B制备CO₂的化学反应方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，收集该气体只能用D装置的原因是二氧化碳能溶于水且密度大于空气，检验该气体是否集满的操作是将燃烧的木条放在集气瓶口观察木条是否熄灭．
在实验中若隔离网铜网改用铁丝网做成，则产生的后果是产生的气体不纯，据此可以说明金属活动性Fe比Cu强．有同学认为，除了该实验过程可以得出Fe、Cu的金属活动性大小外，也可用其他方法得出结论，则该同学的实验方案可能是将铁浸入硫酸铜溶液中．
③某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的装置B中，倒入等质量、等浓度的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱．有的同学认为这种方案不够合理，理由是金属与酸的接触面积不同．
（3）该学习小组对实验后所得的固体样品（只含铜和铁），又继续进行探究：
①甲同学用简单的物理方法迅速证明了样品中含有铁粉．他的方法是用磁铁吸引．
②乙同学很快拟定了进一步测定样品中铜的质量分数的实验步骤：
A．取10克样品于烧杯中，加入100克过量的稀硫酸；
B．待充分反应后，称量，烧杯中物质的总质量为109.8克；
C．取出不溶物，洗涤、干燥后回收．
步骤B中，如何判断已充分反应？无气泡产生；
③根据乙同学的设计进行实验，测得该样品中铜的质量分数为44%．

Answer 1

分析 根据燃烧条件进行分析解答，燃烧需要可燃物、可燃物与氧气接触、温度达到可燃物的着火点；根据金属的性质以及金属活动性顺序的意义设计实验方案，要注意控制变量；铁能被磁铁吸引，根据差量法计算生成氢气的质量，然后计算出金属铁的质量，最后求算铜的质量分数即可．

解答 解：（1）①在A中观察到的现象为：①铜片上的红磷和水下的白磷不燃烧，故填：不燃烧．
②在使用组装好的B装置前，首先应该进行的操作是检查装置的气密性，B装置中使用过氧化氢和二氧化锰制取氧气，反应的化学方程式为 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故填：检查装置的气密性；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③从以上实验分析可得出燃烧需要可燃物、可燃物与氧气充分接触和温度达到可燃物的着火点，故填：与氧气充分接触；温度达到可燃物的着火点．
（2）①据图可以看出，装置B中a是铁架台；b是长颈漏斗，故填：铁架台；长颈漏斗．
②在实验室用发生装置B制备CO₂使用的是石灰石和盐酸反应，化学反应方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，收集该气体只能用D装置是因为二氧化碳能溶于水且密度大于空气，检验二氧化碳是否集满的操作是将燃烧的木条放在集气瓶口观察木条是否熄灭，故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；二氧化碳能溶于水且密度大于空气；将燃烧的木条放在集气瓶口观察木条是否熄灭．
在实验中若隔离网铜网改用铁丝网做成，则铁与盐酸反应产生氢气，会使产生的气体不纯，据此可以说明金属活动性Fe比Cu强．要验证铁和铜的金属活动性顺序，还可以将铁浸入硫酸铜溶液中，故填：产生的气体不纯；将铁浸入硫酸铜溶液中．
③某同学向分别盛有等质量的铁粉和锌粒的装置B中，倒入等质量、等浓度的稀硫酸，以“金属表面产生气泡的快慢”为标准来判断两种金属的活动性强弱．因为使用的是铁粉和锌粒，金属与酸的接触面积不同，故不能用于判断二者的金属活动性顺序，故填：金属与酸的接触面积不同．
（3）因为铁能被磁铁吸引，而铜不能，故可以使用磁铁吸引的方法证明铁的存在，故填：用磁铁吸引．
步骤B中，当无气泡产生时证明铁已经全部参加反应，故填：无气泡产生；
产生氢气的质量为：10g+100g-109.8g-0.2g，设铁的质量为x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x                             0.2g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$
x=5.6g
则铜的质量分数为：$\frac{10g-5.6g}{10g}×100%=44%$
故填：44%．

点评 本题考查的是燃烧的条件的实验探究、金属的性质以及根据化学方程式的计算的知识，完成此题，可以依据已有的知识进行．