题目内容

【题目】兴趣小组对“一氧化碳还原氧化铜”的实验进行拓展研究。

(查阅资料)

Ⅰ.制取CO的方法:加热碳酸镁和锌粉的混合物,反应原理为:MgCO3+Zn====MgO+ZnO+CO↑

Ⅱ.处理尾气的方法:用氯化亚铜的氨水溶液吸收一氧化碳,溶液中会出现红色固体。

(设计方案)根据上述资料设计如下实验装置(固定装置略,装置气密性良好):

(实验步骤)

第一步:打开弹簧夹,通入一会儿氮气;

第二步:关闭弹簧夹,点燃两个酒精灯;

第三步:一段时间后,熄灭两个酒精灯;

第四步:……

(实验分析)

(1)实验过程中,观察到B处的实验现象是____________,C处发生反应的化学方程式是_______________;D处发生反应的化学方程式为:2CuCl+2CO+2X═Cu2Cl2(CO)2·2H2O↓,其中X的化学式为_____________。

(2)上述实验步骤中,第一步操作的目的是_______________________________________;

第四步操作是:打开弹簧夹,再通入氮气至________________________________________。

(3)若A处有mgMgCO3参加反应,C处生成ngCaCO3,能证明25m>21n的一个实验现象是______________________。

【答案】黑色固体变成红色 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O H2O 排尽管内空气防止发生爆炸 装置冷却到室温 D装置中氯化亚铜的氨水溶液中有红色物质出现

【解析】

(1) 实验过程中,B处发生的是一氧化碳还原氧化铜的反应,所以可看到黑色固体变成红色。在C处生成的二氧化碳会与澄清石灰水的主要成分氢氧化钙发生反应,反应的化学方程式为:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。由化学反应前后相同元素的原子个数不变可知,在2CuCl+2CO+2X═Cu2Cl2(CO)2·2H2O↓中,已知反应前后铜原子个数、氯原子个数、碳原子个数都已经相等,反应后与反应前相比还多2个氧原子、4个氢原子,所以反应物中还应该有4个氢原子和2个氧原子,即2X中应有4个氢原子和2个氧原子,每个X中有2个氢原子和1个氧原子,所以X的化学式为H2O,故填:黑色固体变成红色; CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;H2O;

(2)由于一氧化碳具有可燃性,与空气混合时可能发生爆炸,所以第一步先通氮气可排尽管内空气防止发生爆炸,第四步是反应结束后再通氮气,此时再通氮气的目的是保护管内的铜,防止热的铜重新被氧化,由此装置可知还防止澄清石灰水倒吸入B引起热的直通管炸裂,所以一定要在实验结束时再通氮气直至装置冷却至室温。故填:排尽管内空气防止发生爆炸;装置冷却到室温;

(3)碳酸镁在反应过程中先生成CO,再生成CO2,最终会生成碳酸钙沉淀,由整个过程碳元素守恒可知

m=

当m> 即25m>21n时,说明生成的碳酸钙小于理论值,根据碳元素守恒可知,小于理论值的原因是一氧化碳没有完全反应,而直接排放出来,所以在氯化亚铜的氨水溶液中可观察到有红色物质出现。故填:D装置中氯化亚铜的氨水溶液中有红色物质出现。

练习册系列答案
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【题目】小花同学发现自己的铜制眼镜框表面出现了绿色的铜锈。为了弄清铜绿的组成和铜生锈生成铜绿的条件,小花与她们的化学实验小组进行了如下探究实验:

(一)探究铜绿的组成。

(查阅资料)“铜锈”主要成分是Cu2(OH)2CO3(俗称铜绿);铜绿受热易分解。

(实验设计)

①小花同学从铜制眼镜框上取下适量的干燥铜绿,按图所示装置进行实验。在实验过程中,观察到:试管口有水珠出现,说明了铜绿中含有_________元素;澄清石灰水变浑浊,说明了铜绿中含有________元素。

②小阳取下少量试管内反应后的剩余物,放人另一支试管中,滴入稀硫酸,充分反应后,溶液变蓝色,说明铜绿中含有___________元素。

(实验结论)③______________________________________________________________________________。

(二)探究铜生锈的条件。

(查阅资料)1铜绿受热会分解成三种氧化物。

①写出铜绿分解的化学方程式为_______________________________________________________________。

2碱石灰主要成分是氢氧化钠和氧化钙固体的混合物,实验室常用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳气体、常用碱石灰除去二氧化碳气体和水蒸气。

(实验设计)借鉴课本“铁钉锈蚀条件的探究”实验,小平设计了“铜片锈蚀条件的探究”实验,实验如下图所示将四小块铜片分别按下图所示放置一个月,观察现象如下:

实验装置

实验现象

铜片不生锈

铜片不生锈

铜片不生锈

铜片生锈且水面附近锈蚀最严重的

(实验结论)②铜生锈是铜与氧气、___________、__________等物质共同作用的结果。

(反思应用)③写出防止铁或铜等金属制品生锈的两种不同原理的方法__________________________________________________________________________________________________。

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