题目内容

19．某中学化学兴趣小组按照课本实验方法，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？如何使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价，氧的化合价为-2，碳的化合价为+4或-4．
【猜想与假设】
（1）同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为Cu2O，同学们除了根据物体颜色进行猜测之外还根据质量守衡定律和铜还有+1价 进行猜测．
（2）同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比，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固体反应物间的反应，使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行．
②对下列三种氧化铜和碳的质量比例，小施建议选择A（填选项序号）的比例．
A.40：4            B.40：3          C.40：2.5
【实验与结论】
（3）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，可能出现的问题是空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化．待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功．

分析 【猜想与假设】（1）猜测化学式时应根据化合物中元素的化合价代数和为零的原则；
【分析与交流】
（1）根据物质接触面积越大反应就越充分，用超细炭粉与氧化铜粉末反应是合理的进行分析；
（2）根据乙装置中将试管直立放置的作用是有利于反应物受热进行分析；
（3）根据在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭进行分析；
【实验与结论】根据该实验必须保证装置的气密性良好，温度较高时铜可以和氧气反应生成氧化铜进行分析．

解答 解：【猜想与假设】（1）因为铜有+1和+2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为-2，依据化合物中元素的化合价代数和为零的原则结合质量守恒定律，所以暗红色固体的化学式可能为：Cu2O；
【分析与交流】
①物质接触面积越大反应就越充分，所以这样建议的原理是：使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行
②在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，不能按反应的比例选择，碳粉要稍多一些，有利于反应充分进行，
2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑；
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即40：3，而碳粉稍微多一点，即在给定选项中选：A，所以选择的理由是：反应中炭粉会与试管内的氧气反应而部分消耗，故稍过量的炭粉有利于反应的进行；
【实验与结论】
实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭也氧气反应生成的二氧化碳，所以确定氧化铜和炭粉已经开始反应，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要放出热量，反应结束后要关闭止水夹，防止进入空气，使灼热的铜再被氧化．
故答案为：（1）质量守衡定律和铜还有+1价
（2）①固体反应物间的反应，使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行．
 ②A
（3）空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化．

点评 本题为信息型实验探究题，完成实验探究题时，要明确探究的目的，根据所给信息按步骤进行分析，认真思考反应中的现象，不放过细节问题．

练习册系列答案
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9．某金属单质X与非金属单质Y可发生反应：2X+Y═X2Y．某实验探究小组进行了两次实验，测得数据如表：
实验序号X的用量/gY的用量/g生成X2Y的质量/g
17.41.68.0
29.63.212.0
参加反应的X与Y的质量比为（　　）
A．3：1B．4：1C．2：1D．37：8
10．氯化钾样品中含有少量碳酸钾、硫酸钾和不溶于水的杂质．为了提纯氯化钾，先将样品溶于适量水中，充分搅拌后过滤，在将滤液按下图所示步骤进行操作（所加试剂均过量）．

回答下列问题：
（1）①中发生反应的所有反应的化学方程式为K2SO4+BaCl2=BaSO4↓+2KCl，K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl．
（2）②中加入试剂2的目的是除过量BaCl2；
（3）在加入试剂3之前必须进行过滤的原因是碳酸钡与盐酸会反应；
（4）E之后需要进行蒸发，蒸发的作用之一是得到KCl晶体，另一作用是除去多余的盐酸．
7．为证明酸与碱能发生反应，某同学进行了以下实验，请看图回答：

（1）图甲：滴入酚酞试液后，观察到的现象是溶液变红色；
（2）图乙：用滴管慢慢滴入稀硫酸，并不断搅拌至溶液颜色恰好变成无色为止；
（3）图丙：丙中操作存在的问题是PH试纸浸入了溶液中；若用正确操作测得丙在溶液的pH=5，溶液中溶质的化学式为H2SO4，Na2SO4．
14．拓展探究学校化学兴趣小组的同学知道二氧化锰能作过氧化氢（H2O2）分解的催化剂后，想再探究其他一些物质如Al2O3是否也可作过氧化氢分解的催化剂．请你一起参与他们的探究过程，并填写下列空白．
【提出问题】Al2O3能不能作过氧化氢分解的催化剂呢？
【作出猜想】Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂．
【实验验证】
实验步骤实验现象实验结论
实验一将带火星的木条伸入装有过氧化氢溶液的试管中有少量气泡
木条不复燃		常温下过氧化氢溶液分解速率很慢
实验二在装有过氧化氢溶液的试管中加入少量
Al2O3，然后将带火星的木条伸入试管中		产生大量的气泡
木条复燃		Al2O3能加快过氧化氢的分解速率
【得出结论】Al2O3能加快过氧化氢的分解速率，故Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂．
【反思提高】经过讨论，有的同学认为只有上述两个证据，不能证明Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂，还要补充一个探究实验三：
实验三：【实验目的】探究Al2O3在反应前后质量是否改变
【实验步骤】①准确称量Al2O3（少量）的质量；②完成实验二；③待反应结束，将实验二试管里的物质进行过滤，洗涤，干燥干燥，称量；④对比反应前后Al2O3的质量．
【交流讨论】如果Al2O3在反应前后质量不变，则说明Al2O3可以作过氧化氢分解的催化剂．
【提出新的问题】但小华认为，要证明猜想，上述三个实验还不足够，还需要再增加一个探究实验：探究Al2O3的化学性质在反应前后是否改变．通过补充实验，证明Al2O3能作过氧化氢分解的催化剂，请你写出实验二中的化学反应方程式2H2O2$\frac{\underline{\;三氧化二铝\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
4．实验室现有一瓶标签被腐蚀的稀盐酸，为测定该盐酸的溶质质量分数，某同学称取10.6g碳酸钠粉末，向其中逐滴滴加稀盐酸至恰好完全反应，称量反应后所得溶液的总质量为56.2g．请计算：
（1）生成二氧化碳的质量．
（2）该瓶盐酸的溶质质量分数．
11．下列化肥中，属于复合肥的是（　　）
A．尿素[CO（NH2）2]B．碳酸钾[K2CO3]
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8．丙酸钠（C3H5O2Na）是一种常见的食品添加剂，根据化学式回答：
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（2）丙酸钠的相对分子质量为96．
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