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。
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(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
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(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
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[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。