题目内容

(12分)钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中,某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。
实验一:用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁
实验装置如下图:

其中A是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,反应的

(1)B装置中发生反应的化学方程式是                                     .
(2)C装置无明显现象,C装置的作用是                                     。
D装置中浓硫酸的作用是                                             。
(3)E装置中的实验现象是                                        。
(4)F装置的作用是                         、                        。
实验二:铝粉和氧化铁粉末反应(铝热反应)
实验装置如下图:

图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起,使四周都有四层,点燃镁条后观察到的现象:镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入细沙中。
实验后老师作了如下提示:实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件,铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式                     。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的         (填“氧化”或“还原”)性。
实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣,激发了探究热情。
【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗?
同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。
【实验方案】
实验组别
实验操作
实验现象
结论
实验1
取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
黑色粉末变成      色
固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈无色。
Zn和CuO能发生置换反应。
实验2
取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
发生爆炸,黑色粉末变成红色。
固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈   色。
 
            
实验3
取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
粉末无变化
Cu、Fe2O3不能反应。
【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应,有些不能反应。
【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与     的反应相似。
(12分)实验一  (1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O    
(2)证明二氧化碳已被完全吸收   干燥一氧化碳气体 
(3)红色粉末变成黑色      (4)  证明反应生成了二氧化碳    尾气处理 
实验二
2Al+Fe2O3 2Fe+Al2O3      还原      红     无   
镁与氧化铜能发生置换反应       盐溶液
分析:实验一:
(1)氢氧化钠溶液吸收二氧化碳生成二氧化碳与水;
(2)澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,可用来检验二氧化碳的存在;浓硫酸具有很好的吸水性;
(3)根据一氧化碳还原氧化铁的生成物考虑;
(4)澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,可用来检验二氧化碳的存在;
实验二:
实验装置如下图:根据铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,写出化学反应式;一氧化碳具有还原性;
实验方案:实验1:根据结论:Zn和CuO能发生置换反应.填写实验现象;
实验2:根据现象写出结论.
解:实验一
(1)根据化学方程式:
可知,有CO2生成,B装置中的氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体,化学反应式是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O.
故答案为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;
(2)C装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,而C装置中无明显现象,说明二氧化碳已被氢氧化钠溶液完全吸收;D装置中浓硫酸的作用是吸收制取CO过程中产生的水,得到干燥的CO;
故答案为:证明二氧化碳已被完全吸收、干燥一氧化碳气体;
(3)E装置中的氧化铁在CO的还原作用下,由红色的氧化铁粉末变成黑色的铁粉.
故答案为:红色粉末变成黑色;
(4)F装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,可以用来证明二氧化碳的存在;点燃尾气,是因为过量的有毒一氧化碳会污染空气,所以要进行尾气处理.
故答案为:证明反应生成了二氧化碳、尾气处理;
实验二
实验装置如下图:铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,我们可以据此写出化学反应式:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3,一氧化碳具有还原性,是在化学反应中得到氧的物质,在该反应中铝也是得到氧的物质,所以具有还原性.
故答案为:2Al+Fe2O32Fe+Al2O3、还原;
实验方案:
实验1:根据结论:Zn和CuO能发生置换反应,说明置换出铜单质.故实验现象是:黑色粉末变成红色.
故答案为:红;
实验2:根据现象:发生爆炸,黑色粉末变成红色,说明氧化铜变成了铜单质,镁与氧化铜发生了置换反应.
故答案为:无、镁与氧化铜发生了置换反应;
反思拓展:金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律是:活动性较强的金属可以将其后面的金属从它们的氧化物中置换出来,与金属与盐溶液的反应相似.故答案为:盐溶液.
点评:本题以实验探究的形式考查如何得到纯净的一氧化碳,以及实验设计等问题,要同学们具有综合的化学知识,再可做好此题.此题难度较大.
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实验内容及步骤
应得到的实验结果
 
 
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A.了解哪种人类活动最容易引起酸雨
B.引起酸雨原因的结论应建立在科学研究的基础上
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2.该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气
3.该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气
4.该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气
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c.浓硫酸具有强烈的吸水性,常用作某些气体的干燥剂
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(2)装置C中的药品为         。
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