Question

学习了金属的化学性质后，某兴趣小组进行了如下实验：将足量镁条加入到氯化铜溶液 中，观察到镁条表面有气泡产生，同时有红色固体附在镁条表面．
【提出问题】产生气体是什么物质？有红色固体又是什么物质？
【查阅资料】在金属活动性顺序里，位于氢后面的金属Cu，在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应，但可以与稀硝酸反应，其化学方程式为：
3Cu+8HNO₃（稀）=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
反应生成的NO是无色、难溶于水的气体，在常温下与空气中的O₂迅速化合生成  N0₂，N0₂是红棕色、有刺激性气味的有毒气体．
【作出猜想】猜想一：气体可能是氢气、红色固体是金属氧化铁；猜想二：气体可能是氢气、红色固体是金属铜；猜想三：气体可能是二氧化碳、红色固体是金属铜．
【交流讨论】大家思考后，一致认为猜想一和三不合理，其理由是

 

．
【实验与结论】

实验步骤	现象	结论
（1）取少量红色固体于一支洁净的试管中，加入稀盐酸		猜想一不成立
（2）①用尖嘴导管将气体导出并引燃，同时在上方放一块干冷的玻璃片 ②取少量红色固体于一支洁净的试管中，加入稀硝酸	①该气体能燃烧，且玻璃片上有   出现 ②红色固体溶解，得到蓝色溶液同时看到试管上部有红棕色气体产生	猜想二成立

【继续探究】
（1）用pH试纸测得氯化铜溶液pH约为4，说明氯化铜溶液中含有较多的

 

离子．
（2）取7.68g 红色固体，加入100g稀HNO₃溶液，如恰好完全反应，计算生成NO的质量（化学方程式上）和反应前稀HNO₃溶液中溶质的质量分数． （请写出计算过程）

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,有关溶质质量分数的简单计算,金属的化学性质,溶液的酸碱性与pH值的关系,质量守恒定律及其应用,根据化学反应方程式的计算

专题：科学探究

分析：【交流讨论】从足量镁条加入到氯化铜溶液中，反应前的物质中含有元素为：镁元素、氯元素、铜元素、氢元素、氧元素，不含铁元素和碳元素；根据质量守恒定律：反应前后元素和种类不变去分析解答；【实验与结论】
（1）由猜想一可以看出：红色固体是金属氧化铁，由于结论中指出猜想一不成立，说明红色固体不是氧化铁，而氧化铁能和稀盐酸反应生成溶于水的氯化铁和水去分析解答；故答案为：固体不溶解；
（2）结论中指出：猜想二成立，说明气体是氢气，氢气能燃烧，把玻璃片上放在火焰上方，会看到有水珠出现去分析解答；故答案为：水珠；
【继续探究】
（1）用pH试纸测得氯化铜溶液pH约为4，说明溶液呈酸性，说明溶液中含有氢离子去分析解答；
（2）根据7.68g铜的质量根据化学方程式去求出NO的质量和硝酸的质量分数．

解答：解：【交流讨论】足量镁条加入到氯化铜溶液中，反应前的物质中含有元素为：镁元素、氯元素、铜元素、氢元素、氧元素，不含铁元素和碳元素；根据质量守恒定律：反应前后元素和种类不变．说明生成物质不可能有氧化铁和二氧化碳气体；故答案为：反应物中不含铁元素和碳元素，不符合质量守恒定律；
【实验与结论】
（1）由猜想一可以看出：红色固体是金属氧化铁，由于结论中指出猜想一不成立，说明红色固体不是氧化铁，而氧化铁能和稀盐酸反应生成溶于水的氯化铁和水；故答案为：固体不溶解；
（2）结论中指出：猜想二成立，说明气体是氢气，氢气能燃烧，把玻璃片上放在火焰上方，会看到有水珠出现；故答案为：水珠；
【继续探究】
（1）用pH试纸测得氯化铜溶液pH约为4，说明溶液呈酸性，说明溶液中含有氢离子；故答案为：氢；
（2）解：设生成NO的质量为x，稀硝酸中溶质的质量分数为y   
     3Cu+8HN0₃═Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂0
    192   504               60
    7.68g 100g×x            y
     

192

504

=

7.68g

100g×x

   解之得：X=20.2%
      

192

60

=

7.68g

y

    解之得：y=2.4g
   故答案为：2.4g     20.2%．

点评：熟悉化学中常见的红色物质：铜、氧化铁、红磷等．