题目内容

【题目】古文献记载:距今 5000-4000 年我国古代人们已开始冶铸青铜器(图 1)。青铜器表面常会有一层铜锈,对铜锈开展探究活动。

查阅资料:CuSO4+5H2O=CuSO4·5H2O,CuSO4为白色固体,CuSO4·5H2O为蓝色固体

探究 I:探究铜锈的组成

用图 2 所示装置进行实验。观察到澄清石灰水变浑浊,干燥管内白色粉末变为蓝色,试管中固体由绿色变为黑色。

探究Ⅱ:探究铜生锈的条件

在探究Ⅰ的基础上,同学们设计了如图 3 所示的装置。在同一实验室的自然环境中,进行了如下两个实验,回答下列问题:

实验序号

甲

乙

实验操作

在 250mL 的集气瓶中装有 100mL 氧气、100mLCO2 和 50 毫升水

在250mL 的集气瓶中装有200mLCO2 和50毫升水

实验现象

第 3 天,出现黑色斑点,之后面积逐渐扩大

并增厚,第 9 天略显绿色

无明显现象

(1)由探究 I 推测,铜锈中含有的元素有________________________。

(2)探究 II 的基本猜想是________________________。

(3)由探究 II 推断,防止铜生锈的思路是________________________。

(4)在上述探究的基础上,关于铜生锈,你还想继续探究的问题是________________________。

(5)针对你提出的问题,验证实验的设计是_____

【答案】Cu、C 、H、O 铜生锈一定需要二氧化碳和水,可能需要氧气也可能不需要氧气。 隔绝二氧化碳水和氧气 铜的生锈速率与温度的关系 设计两组实验,保持相同体积的二氧化碳、水和氧气,置于不同温度,观察记录两组实验中铜生锈的速率,

【解析】

(1)澄清石灰水变浑浊,说明生成了二氧化碳,干燥管内白色粉末变为蓝色说明生成了水,试管中固体由绿色变为黑色说明生成了氧化铜。根据质量守恒反应前后元素种类不变,分解生成物有二氧化碳、水、氧化铜共含有铜、碳 、氢、氧四种元素,故铜锈中含有的元素铜、碳 、氢、氧四种元素,故填:Cu、C 、H、O。

(2)铜锈中含有铜、碳 、氢、氧四种元素,故猜想铜生锈一定需要二氧化碳和水,至于是否需要氧气可能需要,可能不需要,因为水和二氧化碳均含有氧元素;探究 II,甲乙实验,都有二氧化碳和水,一个有氧气,一个没有氧气,探究的是铜生锈是否需要氧气,故探究 II 的基本猜想是铜生锈需要氧气,故填:铜生锈需要氧气。

(3)由探究 II 推断铜生锈需要二氧化碳和水和氧气,防止铜生锈可以通过隔绝二氧化碳和水和氧气,故填:隔绝二氧化碳和水和氧气。

(4)在上述探究的基础上,关于铜生锈,还可探究的问题是铜的生锈速率与温度的关系(合理即可),故填:铜的生锈速率与温度的关系(合理即可)。

(5)探究铜生锈速率与温度的关系,可以设计两组实验,保持相同体积的二氧化碳、水和氧气,置于不同温度,观察记录两组实验中铜生锈的速率,故填:设计两组实验,保持相同体积的二氧化碳、水和氧气,置于不同温度,观察记录两组实验中铜生锈的速率。

练习册系列答案
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【题目】小苏打和食盐是厨房中常见物质。现有一包白色固体,可能由碳酸氢钠、氯化钠中的一种或两种物质组成。某科学小组同学展开了系列研究。

(一)定性分析

(实验目的)确定白色固体的组成

(实验方案):如图1所示

(实验结论)小明同学经过上述实验得出结论:该白色固体由碳酸氢钠、氯化钠两种物质组成。

(1)步骤①发生反应的化学方程式是_____;

(2)步骤②中的澄清石灰水也可以用其它碱溶液代替,如_____;

(3)科学小组认真研究讨论后认为,此方案不能得出小明同学的结论。一致认为将上述方案中使用的一种试剂进行调换,如仍出现上述现象,则小明同学的结论正确。调换措施是_____。

(二)定量分析

(实验目的)测定该白色固体中碳酸氢钠的质量分数

(实验方案)该小组利用图2所示的实验装置(固定装置已略去,装置气密性良好)进行实验,每一步反应均完全进行。

(1)首先称取a克该样品放入装置甲中,然后进行有关实验操作,正确的顺序是_____(填序号,可重复选择)

a.称量装置丙的质量

b.打开弹簧夹,通入足量的氮气,关闭弹簧夹

c.打开分液漏斗的活塞,注入足量的稀硫酸,关闭活塞

(2)如果没有装置乙,会造成测定结果_____(填“偏大”“偏小”或“不变”);

(3)装置丁的作用是_____。

(三)拓展交流

经査阅材料:将二氧化碳气体持续通入一定量的氢氧化钠溶液中会先后发生以下两个化学反应:

①2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O ②Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3

小明同学将5g二氧化碳气体通入100g 5%的氢氧化钠溶液中,充分反应后,所得溶液的溶质是_____(填化学式)。

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