题目内容

【题目】如图为实验室常见的气体制备、收集和性质的实验装置,据图回答。

(1)推出C、D装置中标号仪器名称:X_____、Y_____。

(2)O2的制取方法有多种,若用加热氯酸钾的方法制取O2,应选用的发生装置为_____(填装置序号,下同),反应方程式为:_____。

(3)小海同学在装置B中加入15%的过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气。

①若用F装置收集氧气,氧气应从_____(填“a”或“b”)端通入。

②实验中发现不能得到平稳的氧气流。小涛同学提出可以从两个方面加以改进:

一是将制取的装置B换为上图中的装置_____;

二是将过氧化氢溶液加水稀释。如果在80g溶质质量分数为15%的过氧化氢溶液中加入70克水,则所得溶液的溶质质量分数为_____。

(4)实验室用加热氯化铵和氢氧化钙固体混合物制取氨气,生成氨气的化学方程式为_____,为探究氨气的性质,小红用图中G装置进行氨气与氧化铜反应的实验,实验中观察到黑色氧化铜粉末变成红色。

(提出问题)得到的红色粉末是什么?

查阅资科:Cu2O是红色,易与稀硫酸反应:

(猜想假设)红色粉末是①Cu②Cu2O③_____

(设计实验)小明设计如下实验验证红色粉末中是否含有Cu2O

实验步骤

实验现象

实检站论

取红色粉末于试管中,加入足量稀硫酸

_____

红色粉末中含有Cu2O

(实验反思)小明设计的实验无法证明红色粉末中是否含有Cu,原因是_____。

【答案】分液漏斗 集气瓶 A a C 8% Cu和Cu2O 固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色 氧化亚铜可以与稀硫酸反应生成铜

【解析】

(1)X为加注液体试剂的分液漏斗,Y为收集气体的集气瓶;

(2)氯酸钾制取氧气属于固体加热制备气体,所以选择装置A,氯酸钾以二氧化锰作催化剂,加热条件下反应生成氯化钾和氧气,所以化学方程式为;

(3)①氧气密度比水小,且在水中溶解度不大,因此可以从a端进气,将水从b端排出,达到收集氧气的目的;

②过氧化氢浓度较高,反应速度较快,氧气产生速度过快,不能及时从导管输出,而长颈漏斗为敞口仪器,所以氧气容易从长颈漏斗逸出,使生成的氧气输出不稳定,因此可以通过改用装置C,其配有分液漏斗,带有开关,可以控制加入过氧化氢的量,控制反应速率,同时开关关闭避免氧气逸出,保证反应的平稳进行,从而使氧气输出稳定,所以可以将B改为装置C;溶液稀释前后溶质质量不变,即稀释前溶质质量=稀释后溶质质量,稀释前溶液质量×稀释前溶质质量分数=稀释后溶液质量×稀释后溶质质量分数,设稀释后溶质质量分数为w,所以80g×15%=(80g+70g)×w,w=8%;

(4)氯化铵与氢氧化钙反应,生成了氨气,两者发生复分解反应,所以是符合AB+CD=AC+BD的反应特点,而铵根离子与氢氧根结合生成氨气和水,氯离子与钙离子结合生成氯化钙,所以反应为氯化铵和氢氧化钙在加热条件下反应生成氯化钙、氨气和水,化学反应方程式为;

[猜想假设]铜与氧化亚铜外观都为红色固体,所以红色固体可能是单一一种,也可能为两者的混合物,所以猜想①和②之外,还有猜想③是两者混合物,即为Cu和Cu2O;

[设计实验]根据实验结论可知,固体含有氧化亚铜,氧化亚铜与硫酸反应可以生成硫酸铜、铜和水,说明氧化亚铜会消耗,同时生成的铜不能与硫酸反应,仍有固体存在,所以可以观察到固体部分溶解,同时硫酸铜溶于水后显蓝色,原来无色溶液变为蓝色,因此可以观察到实验现象为固体部分溶解,溶液由无色变为蓝色;

[实验反思]因为氧化亚铜可以与稀硫酸反应生成铜,所以剩余红色固体铜可以是氧化亚铜转化而来,因此无法证明红色粉末中是否含有铜。

练习册系列答案
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【题目】小明发现铜质水龙头表面出现了一层绿色物质,小鹏和同学们特别好奇,决定对该绿色物质进行探究。

[查阅资料]铜长期暴露在潮湿的空气中会生锈,表面有绿色物质生成,俗称铜绿,主要成分是碱式碳酸铜,化学式为Cu2(OH)2CO3。

探究一:铜在什么条件下会生锈

[提出猜想]同学们对空气中参与铜生锈的物质提出以下猜想:

猜想①:O2

猜想②:H2O

猜想③:N2

[交流讨论]经过讨论后,同学们一致认为猜想______________不合理,请解释理由_____________。

[拓展提升]除上述猜想外,你认为参与铜生锈的物质可能还有_____________。

探究二:铜绿的化学性质

[实验1]小芳同学取一定量干燥的铜绿放在试管中隔绝空气加热,如图所示。一段时间后,观察到绿色粉末逐渐变成黑色,试管口有无色液滴生成,且烧杯中的澄清石灰水变浑浊;请你用化学方程式解释澄清石灰水变浑浊的原因_______________。

[实验2]小华同学另取一定量的铜绿于试管中,加入适量的稀盐酸,可观察到的现象是________________。

[得出结论]根据小芳、小华同学的实验,同学们总结出铜绿的化学性质为:①铜绿受热易分解;②铜绿能与稀盐酸反应。

[反思交流]同学们从安全角度考虑,认为小芳同学在结束实验1时,应该进行的操作是_______________。

[拓展应用]①小明发现不同地点收集的两个铜器(一个是纯铜做的,一个是表铜做的),纯铜器的铜绿比青铜器的少,他据此分析铜比纯铜易锈蚀,小明的分析是否全面?请你说明理由_______________。

②日常生活中为防止铜制品、铁制品的生锈,应保持其表面洁净和干燥;在金属表面涂保护层;镀一层不易生锈的金属;改变金属的组成和结构。

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