某兴趣小组按照课本实验方法用图甲做木炭与氧化铜反应实验时,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。

(提出问题)暗红色的固体是什么?如何选择合适的条件,使木炭还原氧化铜的实验现象更明显?

(资料)铜有+1和+2两种化合价,通常情况下,氧的化合价为﹣2,碳的化合价为+4或﹣4。

(1)写出木炭还原CuO的化学方程式_____。

(猜想与假设)

(2)同学们认为这种暗红色固体可能是一种铜的化合物,并猜测它的化学式为_____。

(3)同学们还认为,通过改变反应物的状态、质量比,以及反应装置,可以使该实验现象更加明显,减少出现暗红色固体的情况。

(分析与交流)

①小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是_____。

②小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较,乙装置中将试管直立放置的作用是_____。

(4)(实验与结论)

同学们决定按改进后的方案进行实验,他们在检验了乙装置的_____后,往试管中加入已干燥的药品并开始加热,当看到澄清的石灰水出现浑浊时,可以确定氧化铜和炭粉已经开始反应,写出澄清石灰水变浑浊的原因_____(用化学方程式表示),不久,即可看到试管底部变红热,停止加热后,仍能看到红热现象,并沿试管底部自下而上蔓延,这个现象说明该反应是_____(填“吸”或“放”)热反应,待反应结束,先将导气管从石灰水中取出,然后关闭止水夹,让产物自然冷却。若不关闭止水夹,可能出现的问题是_____,待产物冷却后,同学们终于找到了期待己久的紫红色铜珠,实验获得了圆满成功。

人们的日常生活离不开金属,高科技新材料的开发和应用也需要金属。

(1)地壳中含量居第一位的金属元素是______(填元素符号)。

(2)日常使用的金属材料多数属于合金,与组成合金的纯金属相比,合金的优点一般有______(填序号)

①强度更低;②硬度更高;③熔点低;④抗腐蚀性更好

(3)某化学兴趣小组的学生发现金属R不在初中学到的金属活动性顺序表中,该小组为了了解R与常见金属铝、铜的金属活动性顺序,进行如下探究活动;

(作出猜想)他们考虑到铝的活动性比铜强,对三种金属的活动性顺序作出如下猜想:

猜想一:Al>Cu>R;

猜想二______

猜想三:R>Al>Cu

(查阅资料)R是一种银白色的金属,在R的盐溶液中只有+2价,R的盐溶液呈蓝色,常温下铝的表面会形成一层致密的氧化膜:硫酸铝、氧化铝、硝酸铝的溶液均为无色。

(实验探究)为了探究哪一种猜想成立,甲、乙、丙三名同学分别针对猜想一、猜想二、猜想三设计实验方案并展开实验探究。

猜想

主要操作

主要现象

实验结论

猜想一

打磨R丝,并将其插入到硫酸铜溶液中

R丝表面覆盖了一层红色的物质

猜想一 ______ (填“成立”或“不成立”)

猜想二

打磨粗细相同的R丝、铝丝、铜丝,分别将它们插入到体积相同、溶质质量分数也相同的稀硫酸中

①R丝表面产生气泡缓慢,溶液由无色逐渐变成蓝色

②铝丝表面产生气泡较快

③铜丝表面没有气泡产生

猜想二成立。

R与稀硫酸反应的化学方程式为______

猜想三

______

无明显现象

猜想三成立

(交流反思)

究竟哪种猜想成立?三名同学经讨论交流发现丙同学在实验前没有打磨铝丝,这可能会导致实验结论错误。于是他们先打磨铝丝,再将其插入到丙同学做实验用过的溶液中,一段时间后溶液的颜色______;进而确认猜想三不成立,猜想二成立。

(4)为了测定铜锌合金样品中锌的质量称取样品20g于烧杯中,向其中加入50g稀硫酸至恰好完全反应反应后烧杯中物质的总质量为69.8g。请计算:样品中锌的质量。______

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