题目内容

5．兴趣小组根据老师提供的实验装置进行如下实验．（试剂均足量，假设各步反应均完全，装置可重复使用，部分夹持装置已省略，组合装置气密性良好．）

探究一：甲组同学利用A中产生的氧气验证B中的黑色粉末是炭粉．
①A中反应的化学方程式是2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
②为完成此实验，除用装置A、B外，还需要补充的装置有C、D（填装置字母）．
③实验中C中的现象是澄清石灰水变浑浊．
探究二：已知A中烧瓶内的气体可能含有CO、CO2、CH4中的一种或几种，为确定烧瓶内气体的成分，乙组同学进行如下实验：
【资料】甲烷和氧化铜反应的化学方程式为：CH4+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO2+2H2O
I．将3.0g的浓氢氧化钠溶液滴入烧瓶中，充分反应；
II．按A→C→B→C→D的顺序连接装置，打开K1，从K1处通入氮气，打开K2，排尽B中空气，加热B中足量的氧化铜固体，充分反应；
III．反应结束后，测得烧瓶中溶液的质量为3.1g，B中固体的质量减少了0.32g，第二个C装置的质量增加了0.18g．
①打开K2前通入氮气的目的是防止倒吸．
②两个装置C中试剂相同，装置C中试剂的名称是浓硫酸．
③烧瓶中气体的成分是CO2、CH4．

分析 探究一：①根据制取氧气不需要加热，应用过氧化氢制取氧气考虑；
②根据二氧化碳的验证方法和尾气处理考虑；
③根据验证碳是利用碳与氧气反应生成二氧化碳，再利用二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊来分析；
探究二：①根据氢氧化钠吸入二氧化碳使烧瓶内压强减小，进行分析；
②浓硫酸具有吸水性，是为了验证反应后是否有水生成；
③根据氢氧化钠溶液质量增加说明有二氧化碳，再根据反应后生成水，判断含有甲烷．

解答 解：探究一：（1）①制取氧气不需要加热，用过氧化氢制取氧气，反应物是过氧化氢写在等号的左边，生成物是水和氧气写在等号的右边，反应条件是二氧化锰做催化剂，氧气后面标上上升符号，所以方程式是：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑； 
②由于碳与氧气反应生成二氧化碳，需要用C装置验证二氧化碳的生成，碳与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳有毒，为了防止污染空气，需要点燃处理，所以为完成此实验，除用装置A、B外，还需要补充的装置有C、D．
③为了检验二氧化碳气体，常用澄清的石灰水，所以，实验中C中的现象是澄清石灰水变浑浊；
探究二：①氢氧化钠吸入二氧化碳使烧瓶内气体压强减小，通入氮气防止液体倒吸；
②为了验证通过B装置后是否有水生成，所以在通入B装置前将原来的水除掉，再通过B装置看是否有水生成，因为浓硫酸具有吸水性，可以除去水蒸气，所以C中放浓硫酸；
③测得烧瓶中溶液的质量为3.1g，比氢氧化钠溶液质量增加了，说明烧瓶中含有二氧化碳，其它气体都不与氢氧化钠反应，第二个C装置的质量增加了0.18g说明生成了0.18g水，所以烧瓶中含有甲烷，
CH4+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+CO2+2H2O
     320    256      36     固体质量减少：64
                    0.18g                 X
$\frac{36}{64}=\frac{0.18g}{X}$   解得：X=0.32g，题干中B中固体的质量减少了0.32g，所以气体中没有一氧化碳，所以烧瓶中气体的成分是CO2、CH4．
故答为：探究一：（1）2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑；（2）C、D；（3）澄清石灰水变浑浊
探究二：（1）防止倒吸；（2）浓硫酸，（3）CO2、CH4．

点评 本题难度较大，必须综合考虑问题，充分利用题干中所给信息，知道浓硫酸的吸水性，根据生成水的质量进行计算．

练习册系列答案
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13．向100g硫酸铜溶液中，逐滴加入NaOH溶液，化学反应方程式为：
CuSO4+2NaOH═Cu（OH）2↓+Na2SO4
加入NaOH溶液的质量与生成沉淀的质量之间的关系如图所示，请回答下列问题：
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（2）计算硫酸铜溶液溶质质量分数（请写出计算过程）．
14．火药是我国古代四大发明之一．火药由硫磺、硝石、木炭三种物质按一定质量比混合而成．
请回答下列问题：
（1）火药属于混合物（填“纯净物”或“混合物”）．
（2）已知某种配比的火药，在空气中燃烧的化学方程式如下：
S+2KNO3+3C$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$K2S+N2↑+3X↑，则X的化学式为CO2．
（3）硝石的主要成分为硝酸钾，硝酸钾在现代农业上有重要用途，它能给农作物提供K和N两种营养元素．
（4）硫磺的主要成分为硫，硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰；其生成的二氧化硫是形成酸雨的主要物质（填“酸雨”或“臭氧空洞”）．
（5）木炭是我国古代炼铁的重要原料（作燃料和还原性物质），试写出其与氧化铁高温反应制铁的化学方程式3C+2Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Fe+3CO2↑．
11．甲、乙、丙和X、Y、Z都是初中化学中常见的物质，甲、乙、丙都是氧化物，且常温下甲固体，乙是气体，丙是液体．在一定条件下，甲、乙、丙之间存在如图所示的转化关系（反应条件和部分生成物已略去）．下列判断正确的是（　　）
A．甲一定是CuOB．X一定具有还原性
C．Z一定是酸D．Y和Z一定能发生反应
18．向盛有20.0g稀硫酸的烧杯中倒入5.0g黄铜（铜锌合金）样品粉末，恰好完全反应．称得未溶物质量为3.7g．完成下列计算：
（1）该黄铜样品中含Zn的质量为1.3 g
（2）所用稀硫酸中溶质的质量分数
（3）反应后所得溶液中溶质质量分数（结果保留一位小数）
10．某化学兴趣小组的同学要探究铝、铁、铜三种金属的活动性顺序，请你参与探究并填写空格．
【实验探究】同学们将粗细相同的、打磨过的铝丝和铁丝分别插入硫酸亚铁溶液、硫酸铜溶液中：
操作
甲
乙
丙		根据现象得出金属活动性顺序
现象铝丝表面附着银白色固体铁丝表面附着红色固体铝丝表面附着红色固体Al＞Fe＞Cu
写出铝与硫酸铜溶液反应的化学方程式2Al+3CuSO4=Al2（SO4）3+3Cu．
【交流讨论】
（1）同学们经讨论后认为上述方案可以优化，丙（选填“甲”、“乙”或“丙”）试管的实验时多余的．
（2）洁洁认为，只用一支盛有少量稀硫酸的试管，合理安排金属丝的插入顺序（能与稀硫酸反应的要一次将稀硫酸消耗完），也能证明铁、铝、铜这三种金属的活动性顺序．他设计了两种插入顺序，请你补全顺序二：
顺序一：Cu      Fe      Al
顺序二：Fe Cu Al．
洁洁按顺序一做实验时，发现铁丝放入稀硫酸中片刻后无气泡产生，几分钟后才有少量气泡产生，你认为可能的原因是铁丝生锈，没有打磨．
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17．天然气的主要成分是甲烷（CH4），我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产了兴趣，请你参与：
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝．
【猜想与假设】甲：CO2、H2O；乙：CO、H2O；丙：NH3、CO2、H2O；　丁：CO2、CO、H2O．
你认为丙同学的猜想是错误的，理由是化学反应前后元素的种类不变．
【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置：
（1）观察到A中无水CuSO4变蓝，B、E中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断丁同学猜想成立，请写出甲烷在此时燃烧的化学方程式4CH4+7O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2+2CO+8H2O．
（2）C装置的作用是除去二氧化碳，以免对一氧化碳的鉴别造成干扰；
【反思与交流】为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是有充足的氧气．
14．图1所示装置可用于测定空气中氧气的含量，其中与集气瓶相连的压强传感器等电子设备能将集气瓶内气体压强精确地记录并保存下来．图2、图3是用该装置测得的红磷和木炭分别在集气瓶中燃烧的压强-时间关系图（该装置气密性良好，p0是集气瓶内初始气压，p和p′分别是反应结束后恢复到室温时集气瓶内的气压）．下列说法正确的是（　　）
A．燃烧匙内所装红磷或木炭的多少对实验结果无影响
B．反应开始时集气瓶中压强瞬间变大的是由燃烧放热造成的
C．p=0.79p0，p′=p0是因为红磷的着火点比木炭低
D．由图3可推出空气中氧气的含量
15．从氢、碳、氮、氧、钙五种元素中选择适当的元素按要求用化学用语填空．
（1）属于金属元素的是Ca；
（2）非金属氧化物中氧元素的化合价为-1价H2$\stackrel{-1}{O}$2；
（3）具有10个电子的原子团OH-；
（4）由非金属元素形成的碱NH3•H2O；
（5）有相对分子质量最小的氧化物生成的化合反应2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O；
（6）生成物都是氧化物的分解反应H2CO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$H2O+CO2↑．

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