题目内容

5.小明同学在学习了铁的冶炼知识后知道除了一氧化碳能还原氧化铁,碳和氢气等物质也具有还原性,也能使金属氧化物还原为金属单质.于是小明进行了如图所示的探究:

【猜想】把氧化铜还原成铜的物质是:
Ⅰ.石墨棒(主要成分为碳单质);
Ⅱ.铝箔;
【实验】用天平称量1.5g氧化铜粉末,直接用铝箔纸包裹,按上述操作步骤实验,黑色粉末不变色,那么猜想Ⅱ不成立;
【结论】石墨棒能使氧化铜还原成铜,该反应的化学方程式为2CuO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2↑;
【改进】把石墨棒换成铝粉,重复上述操作,又获成功,那么,称取等量的铝粉并进行同样的操作,其目的是对比试验,改进后的实验证明,金属铝与铜活动性顺序是Al>Cu,该反应的化学方程式为3CuO+2Al$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+Al2O3;
【拓展】如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜,效果更好,联想在空气中灼热的铁丝不能燃烧,而铁粉能燃烧,其原因是反应物的接触面积越大,反应速率越快.

分析 【猜想】
把氧化铜还原成铜的物质可能是石墨棒,也可能是铝箔;
【实验】
根据实验结论可以判断实验现象;
【结论】
加热条件下,氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳;
【改进】
通过对比试验可以判断相关方面的问题;
铝比铜活泼;
加热条件下,氧化铜能和铝反应生成铜和氧化铝;
【拓展】
反应物的接触面积越大,温度越高,反应速率越快.

解答 解:【猜想】
把氧化铜还原成铜的物质可能是石墨棒,也可能是铝箔.
故填:铝箔.
【实验】
用天平称量1.5g氧化铜粉末,直接用铝箔纸包裹,按上述操作步骤实验,黑色粉末不变色,那么猜想Ⅱ不成立.
故填:不变色.
【结论】
石墨棒能使氧化铜还原成铜,该反应的化学方程式为:2CuO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2↑.
故填:2CuO+C$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2↑.
【改进】
把石墨棒换成铝粉,重复上述操作,又获成功,那么,称取等量的铝粉并进行同样的操作,其目的是对比试验;
改进后的实验证明,金属铝与铜活动性顺序是Al>Cu,该反应的化学方程式为:3CuO+2Al$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+Al2O3.
故填:对比试验;Al>Cu;3CuO+2Al$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+Al2O3.
【拓展】
如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜,效果更好,联想在空气中灼热的铁丝不能燃烧,而铁粉能燃烧,其原因是反应物的接触面积越大,反应速率越快.
故填:反应物的接触面积越大,反应速率越快.

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现,因此要学会设计实验、观察实验、分析实验,为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础.

练习册系列答案
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17.某化学兴趣小组对某月饼包装盒中的“脱氧剂”很好奇,他们观察到“脱氧剂”外包装标注的成分为铁粉、活性炭和氯化钠,打开发现灰黑色的固体中还夹杂着少量红棕色粉末.
【查阅资料】①铁系“脱氧剂”的作用原理是利用铁能被氧气氧化,从而达到除氧保鲜的目的.铁被氧气氧化最终产物为红棕色的Fe2O3(其他产物忽略不计).
②Fe2O3+3H2SO4═Fe2(SO4)3+3H2O;Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4.
【探究目的】小组同学欲探究该“脱氧剂”是否已经失效,并测定10g样品各成分的质量.
【实验探究】(假设所有操作过程中物质的质量没有损失)
步骤1:小科用磁铁接近样品,发现磁铁吸引了部分黑色固体.
步骤2:称取10g样品于烧杯中,加足量水充分搅拌溶解后,过滤,将滤渣洗涤、干燥、称得其质量为7.32g.
步骤3:按如图装置,a导管处再连接一个盛有碱石灰的干燥管,将得到的7.32g固体与足量稀硫酸反应,用电子秤称得反应前后总质量差为0.1g.
步骤4:将锥形瓶中反应后的液体过滤,分析测算得知:滤液中溶质是硫酸和硫酸亚铁,并将滤渣洗涤、干燥后,称得其质量为1.82g.
【交流讨论】
(1)步骤2目的是溶解样品中氯化钠.
(2)小敏还认真分析题中所给资料,他认为用产生H2的质量计算样品中铁的质量不合理.其理由是:样品中的铁,除了与稀硫酸反应生成H2外,还有一部分铁与硫酸铁溶液反应.
【得出结论】
(1)小科由步骤1得出的结论是:脱氧剂还没有失效.
(2)请根据以上数据,计算10g该样品中铁粉的质量.(只写出结果)

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