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文档简介
1、拉分练02金属冶炼及金属活动性1.某化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验,实验装置如图。实验时a中的固体由黑色变红色,b中的试管内产生气泡和白色沉淀。23(查阅资料)氧化亚铜(CU2O)是红色固体,能与稀硫酸发生如下反应CU2O+H 2SO4=Cu+CuSO 4+H 2O,铜离子在溶液中显蓝色。(提出问题)已知实验后 a中的红色固体含有单质铜,是否还含有氧化亚铜(CU2O)呢?(1)(实验验证)取a中的红色固体少量于试管中,加入稀硫酸溶液,试管中出现溶液变蓝色,证明固体中确实含有。(2)(提出问题)木炭还原氧化铜产生的气体是什么?(提出猜想)猜想一:只有 CO2;猜想二:只有CO;猜想三
2、:含有CO和CO2。(提出质疑)有同学认为猜想二错误,他们的理由是 ;(3)(设计实验)基于猜想 3,根据CO和CO2的性质,兴趣小组同学设计了如下实验本炭还原氧化铜 产生的气体清火澧石水氧化铜粉末氢氧化钠港液AB清灰- 湾石水观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊,证明产生气体中有CO2气体生成,A装置中的化学反应方程式为:;有两种实验现象都能分别证明产生的气体中含有CO ;C装置中澄清石灰水不变浑浊,F装置中出现 的现象;E装置中出现 的现象,E装置中化学反应方程式为 (4)(实验结论)通过实验探究证明:猜想 3成立。(交流反思)兴趣小组认为图1装置不够完善,为了防止尾气对空气的污染,应该把图1
3、装置中的b部分装置换成下列 装置(填字母序号)。【答案】(1) CU2O(2) 一氧化碳不能和氢氧化钙反应高温(3) CO2+Ca (OH) - CaCQj +HO;澄清石灰水变浑浊;黑色固体变红;CuO+CO Cu+CO2(4) A或C或D【解析】实验验证取a中的红色固体少量于试管中,加入稀硫酸,试管中出现固体部分溶解,溶液由无色变成蓝色,说明氧化亚铜和硫酸反应生成了硫酸铜,证明固体中确实含有CU2。提出质疑甲同学认为猜想二错误, 理由是一氧化碳不能和氢氧化钙反应,因此b中的试管内不能产生白色沉淀。设计实验观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊,证明产生气体中有CO2气体生成,A装置中的化学反应方
4、程式为: CO2+Ca (OH) 2 CaCOj +HO;C装置中澄清石灰水不变浑浊,F装置中出现澄清石灰水变浑浊的现象;E装置中出现黑色固体变红的现象,E装置中是一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,反应的化学反应方程式为 CuO+CO =L= Cu+CO2;交流反思为了防止尾气对空气的污染,应该把上图装置中的b部分装置换成如图 2中的A、C、D都可以,这是因为 A、C、D装置都能够防止一氧化碳进入空气中。2 .如下是探究铁生锈条彳的实验装置图。(本实验使用的仪器均已干燥,且锥形瓶体积较小,忽略锥形瓶内原有空气对实验的影响 )【实验步骤】按图1所示装配仪器并装好试剂 (装置气密性良好),观察
5、试管和中铁钉的生锈情况。打开分液漏斗活塞,直至试管中一半的冷却的沸水排入试管时(如图2所示),停止实验。观察试管和中铁钉的生锈情况。【实验现象】试管和中的铁钉不生锈,试管和中的铁钉生锈,且试管比试管中的铁钉生锈严重。【实验分析】(1)锥形瓶内发生反应的化学方程式为 。(2)要实现 试管中一半的冷却沸水排入试管 ",带a、b导管的橡皮塞可选择 c1rABC(3)下图是实验后试管中的铁钉,其中生锈最严重的是 (选填a、b或c)处。(4)试管中的铁钉比试管中的铁钉生锈严重的原因是 。(5)要对比铁生锈需要水,应选择图1、图2实验中试管的编号是 。(6)该实验中,若用 锌粒”代替 匕氧化镒”
6、,用 稀硫酸”代替 双氧水”,结合对比图1、图2各试管中的铁钉生锈情况, (填 能”或 不能”得出铁生锈需要的的条件。MnO)【答案】(1) 2H 2O22H2O+O2 T(3) b(4)试管中。2的浓度比试管大(5)(6)能【解析】本题考查的是铁锈蚀的条件的探究,解题中注意控制变量法原理的运用。(1)过氧化氢在二氧化镒做催化剂的条件下生成水和氧气,反应的化学方程式是2H2O2金旦2H2O+O2T;(2)如图3要实现 试管中一半的冷却沸水排入试管",带a、b导管的橡皮塞可选择 A,这样能把冷却的废水排出;(3)在b处,铁与氧气和水充分接触。实验后试管中的铁钉,其中生锈最严重的是 b;
7、 (4)试管中的铁钉比试管中的铁钉生锈严重的原因是:试管中。2的浓度比试管大;(5)试管中的铁钉只与氧气接触不与水接触不生锈,试管的铁钉既与水接触又与氧气接触生锈。 要对比铁生锈需要水,应选择图1、图2实验中试管的编号是:和;(6)该实验中,若用 锌粒”代替匕氧化镒”,用稀硫酸”代替双氧水”,试管中铁钉只与水接触不 生锈;试管中的铁钉只与氧气接触不与水接触不生锈;锌与硫酸反应生成氢气,将水压入试管中,试管的铁钉既与水接触又与氧气接触生锈结合对比图1、图2各试管中的铁钉生锈情况,能得出铁生锈需要的条件。3 .我国钢铁年产量居世界第一,为国民经济的发展奠定了坚实的基础。(1)工业上以空气、铁矿石、
8、石灰石和 为原料来冶炼生铁。铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,某炼铁厂用赤铁矿来炼铁,其炼铁的主要原理是 (用化学方程式表示)。 已知某铁锈的成分为 Fe2O3?xH2O和FeCO3 ,某兴趣小组的同学在老师指导下测定其组成。(2)【提出问题】根据铁生锈得成分推测,参加反应的除了空气中的氧气和水煤气之外,还有 参加了反 应。(3)如何确定此铁锈的组成?【查阅资料】Fe2O3?xH2O失去结晶水温度为 110C, FeCO3在282 c 分解为 FeO和 CO2 , Fe2O3在 300 c时不分解。本实验条件下,二氧化碳气体的密度为1.80g/L,装置内空气中的水蒸气和二氧化碳对相关数据测定的影
9、响可忽略不计。【设计方案】兴趣小组的同学设计了如下图所示的实验装置(夹持仪器省略)进行实验。(B、D装置中药品均足量)连接仪器,并检查装置气密性。取一定量此铁锈样品,准确称得其质量为5.44g。按上图所示装入药品,测量并记录相关数据I。连接A、B、C装置,关闭装置A中活塞,C装置读数后,控制A装置在300c进行实验。当观察到 C装置中有 现象时,停止加热,待装置冷却后,再次测量并记 录相关数据II。(4)【相关数据】InA装置的质量/g55.4453.92B装置的质量/g102.00103.08C装置读数/mL0244.4【问题讨论】I .量气管中水面上油的作用是 。分析计算测量的数据,FeC
10、O3的质量为 g, x 为。n .下列数据组合能确定样品组成的是 (填序号)。A、B装置反应前后测得的数据A、C装置反应前后测得的数据B、C装置反应前后测得的数据(5)【拓展探究】小华同学将上述实验中的 C装置换成 D装置来测定二氧化碳气体的质量, 并根据测定的数 据 确定样品的组成。小华同学通过多次反复实验发现, 在此实验中,用C装置测定二氧化碳气体 的体积与用 D装置测定二氧化碳气体的质量相比较,当误差数值都为0.1时,前者对实验结果影响小。试通过计算说明原因。 。高温【答案】(1)焦炭;3CO+Fe2O32Fe+3CO2 CO 2(3) C中量气管内液面不再下降时(4)防止CO2气体溶于
11、水;1.16g; 3;(5)理论上生成二氧化碳质量为0.44g,当误差数值为 0.1时,用C装置测出的CO2体积的误差相对误差是0.1mL/244.4mLX100险0.04%,而用 D 测出的二氧化碳质量的相对误差是0.1g/0.44g X 100%= 22.7%【解析】我国钢铁年产量居世界第一,为国民经济的发展奠定了坚实的基础。工业上以空气、铁矿石、石灰石和焦炭为原料来冶炼生铁。铁矿石冶炼成铁是一个复杂的过程,某炼铁厂用赤铁矿来炼高沿铁,其炼铁的主要原理是:3CO+Fe2O32Fe+3CO2;【提出问题】根据铁生锈的成分推测,参加反应的除了空气中的氧气和水煤气之外,还有CO2参加了反应;【实
12、验步骤】连接仪器,并检查装置气密性。取一定量此铁锈样品,准确称得其质量为5.44g o按上图所示装入药品,测量并记录相关数据I。连接A、B、C装置,关闭装置 A中活塞,C装置读数后,控制 A装置在 300 °C进行实验。当观察到 C装置量气管内液面不再下降时时,停止加热,待装置冷却后,再次测量并记 录相关数据II。【问题讨论】I .量气管中水面上油的作用是防止CO2气体溶于水;分析计算测量的数据,FeCO3的质量为1.16g, x为3;高温FeCO3FeO+ CO2116441.80g/LXX =1.16g,1 打_叶血- E.44f,x=3 ;n .下列数据组合能确定样品组成的是:
13、根据a、B装置反应前后测得的数据,可知反应前参加反应的铁锈的质量和生成水的质量;根 据A、C装置反应前后测得的数据,可知反应前参加反应的铁锈的质量和二氧化碳的体积,根据 B、C装置反应前后测得的数据,可知生成水和质量和二氧化碳的质量。故答案为:;【拓展探究】小华同学将上述实验中的C装置换成 D装置来测定二氧化碳气体的质量,并根据测定的数据确定样品的组成。小华同学通过多次反复实验发现,在此实验中,用C装置测定二氧化 碳气体的体积与用 D装置测定二氧化碳气体的质量相比较,当误差数值都为 0.1时,前者对实验结果影响小。理论上生成二氧化碳质量为0.44g,当误差数值为 0.1时,用C装置测出的 CO
14、2体积的误差是 0.1mL/244.4mLX 100险0.04% ,而用 D测出的二氧化碳质量的相对误差是4.0.1g/0.44g X 100%= 22.7% 材料是人类赖以生存和发展的重要物质,铜是目前使用最广泛的金属之一。(一)铜材料的有关知识(1)人类使用金属先后经历了青铜“、铁器”时代,直到近代才开始大量使用铝材料。这也反映出Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是 。(2)纯铜又称紫铜,常见铜合金有黄铜、青铜等种类。家用电缆常用紫铜,以聚氯乙烯塑料或TPU橡胶包裹。以上叙述中不涉及到的材料是 (选填序号)。A .金属材料B.无机非金属材料C.有机合成材料我国在西汉时期就有曾青
15、得铁则化为铜”之说,用化学方程式表示其原理 。 鉴别黄铜和黄金,以下方法不可行的是 (选填序号)。A.观察颜色B.加稀盐酸C.在空气中灼烧(3)(二)铜及其化合物的实验I.硫酸铜是制备其他含铜化合物的重要原料,以下是制取硫酸铜的常见方法。方案1:向稀硫酸中加入铜粉, 再用导管通入空气并加热,铜粉逐渐减少,溶液由无色变为蓝色。反应中溶液的PH逐渐(填 蹭大”或 藏小” J该反应的化学方程式 。(4)方案2:将铜片加入浓硫酸中,加热,产生刺激性气味,溶液逐渐变成蓝色。将产生的气体通入酸性高镒酸钾溶液中,溶液褪色,说明该气体是 。(5)从环保角度进行比较,你认为方案 (填“1或"2”合理。
16、(6) n.在一定量硫酸铜溶液中加入碳酸钠溶液,过滤、洗涤、低温干燥得到碱式碳酸铜固体,其组成为:xCuCO3 yCu(OH)2 zH2O。能证明固体已洗净的方法为 。(7)(三)碱式碳酸铜的热分解实验兴趣小组称取此固体 12.0g,在科研人员的指导下用下图装置进行热分解实验【查阅资料】Cu(OH)2的分解温度为66 c68 C,CuCO3的分解温度为 200 c220 C,各生成对应的两种氧化物。该碱式碳酸铜失去结晶水的温度与Cu(OH)2的分解温度接近。装置A的作用是。(8)加热前后及过程中均通入空气,加热后通空气的目的是 。(9)控制温度在不同的范围对 B中样品加热。测得装置 C、D的质
17、量在实验前后的变化情况如 下表所示,测得B中剩余固体质量随温度的变化如下图所示。利于卸El g匕 温第七装置实验前/g实验后/gC198.0199.8D221.0223.2图中F点对应的m = 根据提供的数据,xCuCO 3 yCu(OH) 2 ZH2O中x : y : z = 若缺少装置e,测得的(选填x"、y"、z”的值会偏大。【答案】(1) Al、Fe、Cu 或 Al>Fe> Cu (2) B; Fe+ CUSO4 =FeSO4+Cu; A(3)增大;2Cu + O2 +2H2SO42CuSO4+2H2O(4) SO2(5) 1(6)取最后一次洗涤后的滤液
18、,滴入BaCl2,无现象(合理的答案均给分)(7)除去通入空气中的 CO2和H2O(8)使生成的气体被相应装置完全吸收或防止倒吸(9) 10.2; 1 : 1 : 1; x、z【解析】(一)铜材料的有关知识(1)根据金属活动顺序表可知Cu、Fe、Al三种金属的活动性由强到弱的顺序是Al、Fe、Cu或Al >Fe>Cu;(2)纯铜、黄铜、青铜均属于金属材料,聚氯乙烯塑料和TPU橡胶均属于有机合成材料,以上叙述不涉及到的材料是无机非金属材料,故答案为:B; 曾青得铁则化为铜”可以是铁与硫酸铜反应生成硫酸亚铁和铜,化学方程式是Fe+ CuSO4 =FeSO4+Cu;A、黄铜和黄金都是黄色
19、,颜色相同,不能通过观察颜色区分,不符合题意;B、黄铜是铜与锌的合金加入稀盐酸后有气泡产生,黄金活动性较弱不能与盐酸反应,加入稀盐酸后无明显变化,现象不同可以区分,符合题意;C.黄铜在空气中灼烧固体变黑,黄金在空气中灼烧无明显变化,现象不同可以区分,符合题意。故答案为:A;(二)铜及其化合物的实验(3)溶液中的硫酸不断被消耗,酸性减弱,反应中溶液的pH逐渐增大;该反应是铜和氧气和硫酸反应生成硫酸铜和水,化学方程式是2Cu + O2 +2H2SO42CuSO4+2H2O;(4)二氧化硫能使高镒酸钾溶液褪色,将产生的气体通入酸性高镒酸钾溶液中,溶液褪色,说明该气体是SO2;(5)实验2产生的二氧化
20、硫排放到空气中会形成酸雨。从环保角度进行比较, 你认为方案1更合理。n.若固体洗净,洗涤液中不含有碳酸钠,氯化钢溶液能与碳酸钠溶液生成碳酸钢的沉淀。能证明 固体已洗净的方法为取最后一次洗涤后的滤液,滴入BaCl2,无现象(合理的答案均给分);(三)碱式碳酸铜的热分解实验(7)该实验是通过测定碱式碳酸铜分解产生的二氧化碳和水的质量来测定碱式碳酸铜的组成,空气中的二氧化碳和水对实验有干扰,装置A的作用是除去通入空气中的CO2和H2O;(8)加热后装置中有反应生成的二氧化碳和水,加热后通空气的目的是使生成的气体被相应装置完全吸收或防止倒吸(合理的答案均给分);(9)Cu(OH)2的分解温度为 66
21、c68 C, CuCO3的分解温度为 200c220C ,各生成对应的两种氧化物。该碱式碳酸铜晶体失去结晶水的温度与Cu(OH)2的分解温度接近,根据图示可知F点是碱式碳酸铜晶体失去了结晶水、Cu(OH) 2已分解。装置 C是吸收反应产生的水,水的质量=199.8g-198.0g=1.8g 所以 m=12g-1.8g=10.2g ;装置D是吸收反应产生的二氧化碳,二氧化碳的质量=223.2g-221.0g=2.2g ,设:生成2.2g的二氧化碳,需要碳酸铜的质量为a,生成的氧化铜的质量为bo小CuCO3CuO+ CO2 T1248044ab2.2g仁77 =不 x=6.2gy=4g=8g-4g
22、=4g ,设:分解碱式碳酸铜晶体完全分解后的固体产物中氧化铜。氢氧化铜分解产生的氧化铜产生4g的氧化铜需要氢氧化铜的质量为c,同时生成水的质量为doACu(OH)2CuO+H2O988018c4gd=-c=4.9g二二三 d=0.9g碱式碳酸铜晶体中结晶水的质量=1.8g-0.9g=0.9g。在碱式碳酸铜晶体中:124x: 98y: 18z=6.2g: 4.9g: 0.8g, x : y : z =1 : 1 : 1;装置E是防止空气中的水和二氧化碳进入D装置,若缺少装置E, D装置中吸收的二氧化碳会偏大,计算结果是碱式碳酸铜晶体中碳酸铜的质量偏大,y值偏小,引起x、z偏大。5.在实验探究课上
23、,老师给了同学们一包红色粉未,该粉末是铜粉和氧化铁粉中的一种或两种。同学们为了确定该粉末的成分,进行如下探究:【提出问题】假设1:红色粉末是铜粉;假设 2:红色粉末是氧化铁粉;假设 3:红色粉末是铜粉 和氧化铁粉。【设计实验方案】同学们对实验作了如下设想和分析:取5g红色粉末放入硬质玻璃管中,通入一氧化碳片刻后加热至充分反应(实验装置如下图)。(1)【进行实验】通过实验及分析。若确认假设3成立,则硬质玻璃管中出现的现象是 (2)【反思与评价】实验过程中,硬质玻璃管内发生的化学反应方程式是 ;(3)实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是 ;(4)从环保角度看,上面的实验装置有不足之处, 请你对该
24、装置进行改进, 具体措施是 (5)若得到铁的质量为 2.24g,则原来混合物中氧化铁粉末的质量分数为 。(6)【知识拓展】实验结束后得到了铜和铁,现为了进一步探究铁和铜的金属活动性强弱,还需要选择白试剂 (填序号)。A.碳酸钠溶液B.稀盐酸 C.氯化锌溶液 D.硝酸铜溶液高温【答案】(1)红色粉末部分变黑色(2) F&O3 + 3CO-2Fe + 3CO2(3)排出管内的空气,避免 CO与空气混合受热发生爆炸(4)在b处放一盏点燃的酒精灯(5) 64%(6) B 或 D【解析】进行实验:若确认假设3成立,则硬质玻璃管中,高温条件下氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,观察到部分红色粉末
25、变成黑色粉末;反思与评价:(2)实验过程中,硬质玻璃管内,氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,发生高温的化学反应方程式是:Fe2O3 + 3CO- 2Fe + 3CO2;(3)实验时通入一氧化碳片刻后再加热的原因是排出管内的空气,避免CO与空气混合受热发生爆炸;(4)从环保角度看,上面的实验装置有不足之处,即没有处理尾气,对该装置进行改进的具体措施可以是在b处放一盏点燃的酒精灯;1 V3(5)若得到铁的质量为 2.24g,则氧化铁质量为:2.24g=3.2g,J. b UI原来混合物中氧化铁粉末的质量分数为:? X00%=64%,【知识拓展】:A、铁、铜都不能和碳酸钠溶液反应,因此不能用碳酸
26、钠溶液检验铁和铜的活泼性;A不符合题意B、铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,铜不能和稀盐酸反应,可以用稀盐酸检验铁和铜的活泼性;B符合题意C、铁、铜都不能和氯化锌溶液反应,因此不能用氯化锌溶液检验铁和铜的活泼性;C不符合题息D、铁能和硝酸铜溶液反应生成硝酸亚铁和铜,可以用硝酸铜溶液检验铁和铜的活泼性。D不符合题意。6.某化学兴趣小组在一个充满02的密闭容器中加入一定量的碳粉,在高温条件下使其充分反应,待反应结束后,容器中的碳粉已全部消失.该小组成员对容器中反应后的气体进行如下探究:【提示】CO2+2NaOH=Na 2CO3+H 2O ;浓硫酸能吸水。(1)【知识回顾】碳充分燃烧和不充分燃烧的
27、产物是不同的,写出碳不充分燃烧的化学方程式O(2)【提出猜想】小红对容器中气体的组成提出如下四种猜想:A. C和CO B.只有 CO C. CO和O2的混合气体D.只有CO2你认为上述猜想中明显不合理的有 (填字母)。小明认为容器中的气体还可能是CO和CO2的混合气体;小强认为容器中的气体还可能是O(3)【实验探究1】小明为了验证自己的猜想,按如图所示装置进行探究。容器中气体清灰 澧石水请回答下列问题: 装置B中NaOH溶液的作用是 。若小明的猜想成立,则装置A中的实验现象是 ,反应的化学方程式是 ,置D玻璃管中的实验现象是 ,反应的化学方程式是 。【实验探究2】小强把小明实验中的氧化铁换成了
28、铜丝网,并去掉E装置验证其猜想.若小强的猜想成立,则装置 D中的实验现象是 。(4)【反思交流】有同学认为,小强应先通入容器中气体一段时间后方可加热,你认为这样修改的原因是。(5)【拓展延伸】若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立,则容器中氧气质量的取值范围是。点燃【答案】(1) 2C+O2 2CO(2) AC ; O2和CO2的混合气体(3)除去空气中的二氧化碳;澄清石灰水变浑浊;CO2+Ca (OH) 2 CaCOj +HO;红色粉末变成黑色;Fe2O3+3CO2Fe+3CO2;红色粉末变成黑色(4)排净玻璃管中的空气,排除空气中氧气的干扰(5)大于8g,且小于16g点燃【解析】【
29、知识回顾】碳不充分燃烧生成一氧化碳,化学方程式为2C+O2三=2CO;【提出猜想】碳不是气体,故 A错;CO和。2点燃的条件下会继续反应,不会共存,故 C错;碳和氧气反应时,如果氧气有剩余,则还应该含有二氧化碳气体;故填:AC; O2和CO2的混合气体;【实验探究1】(1)装置B中NaOH溶液的作用是除去空气中的二氧化碳,故填:除去空气中的二氧化碳;(2)若小明的猜想成立,则装置 A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式是:CO2+Ca (OH) - CaCQj+HO;高温装置D玻璃管中的实验现象是红色粉末变成黑色,反应的化学方程式是:Fe2O3+3CO =2Fe+3CO2 .【实验
30、探究2】如果氧气过量,则乙容器中气体的组成是CO2和02的混合气体;加热条件下,铜能和氧气反应生成氧化铜,所以红色粉末变成黑色;故填:红色粉末变成黑色;【反思交流】应先通入乙中气体一段时间后方可加热,这样修改的原因是排净玻璃管中的空气,排除空气中氧气的干扰;故填:排净玻璃管中的空气,排除空气中氧气的干扰;【拓展延伸】设碳完全炭烧生成二氧化碳时,氧气的质量为 x点燃C+ 02C0212326gxx=16g设碳不完全炭烧生成一氧化碳时,氧气的质量为y点燃2C+ 022C024326g yy=8g所以若反应前容器中碳粉的质量为6g且小明的猜想成立,则容器中氧气质量的取值范围是大于8g,且小于16g;
31、故填:大于8g,且小于16g。7.某研究性学习小组利用如图装置探究温度对CO还原Fe2O3的影响(固定装置略)查阅资料:CO2+Zn=CO+ZnO ; FeCl3溶液遇 KSCN溶液变红。AB请回答下列问题:(1)仪器a的名称是 ,装置B的作用是,尾气处理的方法是 (2)将研究小组分为两组,按如图装置进行对比实验,甲组用酒精灯、乙组用酒精喷灯对装置D进行加热,其产物均为黑色粉末(纯净物).两组分别用产物进行以下实验:步骤操作甲组现象乙组现象1取黑色粉末加入盐酸溶解,无气泡,溶液呈浅黄绿色(含两种金属离子)溶解,有气泡,溶液呈浅绿色2取步骤1所得溶液,滴加KSCN溶液变红无现象则甲组步骤1中反应
32、的化学方程式是 ,乙组得到的黑色粉末是 。(3)从安全考虑,本实验应在装置 和 之间添加装置E防止倒吸。(填字母编号)(4)该对比实验结果表明 CO的还原能力随温度的升高而 (填 揩强”或 减弱”)。【答案】(1)酒精灯;除去多余的二氧化碳;点燃或收集(2) Fe3O4+8HCl=FeCl 2+2FeCl3+4H2O;铁粉(3) A; B(4)增强【解析】(1) a是酒精灯;因为后面要通过F检3叙CO与Fe2O3反应的产物CO2 ,所以装置B的作用是除去CO中的CO2;尾气中含有有毒气体 CO,采用点燃的方法或收集的方法可除去CO;(2) 一氧化碳和氧化铁反应的固体产物为黑色,可能是铁粉、四氧
33、化三铁或二者的混合物;取黑色粉末加入盐酸,甲组观察到黑色固体溶解,无气泡,说明没有铁粉的产生,溶液呈浅黄绿色(含两种金属离子),取步骤1所得溶液,滴加 KSCN溶液,变成红色,说明含有氯化铁,另外还产生浅绿 色的氯化亚铁,结合反应前后元素的种类不变,还会产生水,因此反应的方程式为: Fe3O4+8HCl=FeCl 2+2FeCl3+4H2。;分析乙组现象,乙与盐酸反应产生气体,溶液为浅绿色,因此为 铁粉;(3)若A处停止加热后,会使玻璃管骤冷,液体沿着导管倒流进A装置,因此需要在 A和B之间加一个倒吸装置;故答案为:A、B;(4)通过对比甲组和乙组实验可知,乙组使用酒精喷灯使氧化铁还原更彻底,
34、因此该对比实验结果表明CO的还原能力随温度的升高而增强;故答案为:增强。8.双吸剂”是一种常见袋装食品的保鲜剂,能吸收空气中的氧气,二氧化碳、水蒸气等.化学兴趣 小组的同学在某食品袋中发现一包双吸剂”,其标签如图所示.同学们对这包久置的双吸剂”固体样品很好奇,设计实验进行探究.【提出问题】久置 双吸剂”固体的成分是什么?【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁.Fe+2FeCl 3 3FeC2碱性的Na2CO3溶液可以和中性的 CaCl2溶液发生复分解反应.【作出猜想】久置固体中可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、Ca (OH) 2和CaCO3(1)【实验探究1】下表是小明设计的
35、实验方案和记录的实验报告,请你补充完整:实验操作实验现象实验结论取少量固体放于试管中,滴加一定量的试管中固体逐渐减少, 有大量样品中一定含有,用带导管的单孔橡皮塞塞紧试管无色气体产生,得到浅绿色溶,不含口,导管另一端伸入澄清石灰水中.液,澄清的石灰水变浑浊.Fe2O3取少量样品放入试管中,加水溶解,静置试管底部后不溶物,上层清液样品中含有后取上层清液滴加无色酚配试液.由无色变为红色【实验质疑】小组同学通过讨论认为实验中并不能得出一定含Fe2O3的结论,理由是 (用化学方程式表不)。为进一步确定这包久置的双吸剂”固体的成分进行如下定量试验。(2)【实验探究2】取3g样品研碎,并用磁铁充分吸引后,
36、得到剩余固体2.6g,按照如图流程进行实验,请回答相关问题:O加入足理的水7使其充廿溶解挣作-止加入足量稀次酸工一p,J*0#既电气体局加过量族醺旃落湎相伴IT以一isvfc 螃B(1)操作二、操作三名称是(2)固体I的成分是(填物质化学式,下同)(3)烧杯A中溶液和加入的碳酸钠溶液反应化学方程式为(4)依据实验探究1, 2中现象的分析及数据计算判断,这包久置双吸剂”固体的成分是'亮砰品【实验反思】下列对实验探究1、2的反思,不正确的是 (填字母序号)。A .对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合B.实验探究2烧杯C中的溶质为Na2CO3和NaOHC.实验探究1、2中都有气体产生
37、,但生成的气体成分不同D.在原样品中加入足量盐酸有4个反应发生.一名双吸剂成分:铁粉、生石灰等【答案】(1)稀盐酸;Fe 和 CaCO3;氧化钙或氢氧化钙;Fe2O3+6HCl 2FeC3+3H2O; Fe+2FeCl3=3FeCl2(2)过滤;CaCO3和 Fe2O3; Ca (OH) 2+Na2CO3 CaCOj+2NaOH Fe、Fe2O3、CaO、Ca (OH)2、CaCO3; D【解析】【实验探究1】由题目中可知固体成分可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca (OH) 2和CaCO3 ,由表中实验现象:试管中固体逐渐减少,有大量无色气体产生,得到浅绿色溶液,澄清石灰水变浑浊.”说明固
38、体和一种物质反应生成了二氧化碳气体(澄清石灰水变浊的气体),和一种含有 Fe2+的物质(得到浅绿色溶液),实验室里制取二氧化碳气体的方法为用石灰石和稀盐酸反应,其化学方程式式为:CaCO3+2HCl CaC2+H2O+CO2 T,而铁也可以和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,其化学方程式为:Fe+2HCHFeCl 2+H2T,可以推出加入的这种物质为稀盐酸,固体物质中一定有的物质是Fe和CaCO3;其他的固体物质中可以和稀盐酸反应的有:氧化钙和盐酸反应生成氯化钙(溶液为无色)和水,其反应化学方程式为:CaO+2HOCaCl 2+H2O;氢氧化钙和盐酸反应生成氯化钙(溶液为无色)和水,其反应的化学方
39、程式为:Ca (OH) 2+2HC1 CaC2+2H2。;氧化铁和盐酸反应生成氯化铁(溶液为黄色)和水,其反应的化学方程式为:F&O3+6HC1 2FeC3+3H2O.由于最后所得溶液没有显黄色,也就是溶液中没有,所以固体物质中一定没有Fe2O3 .加水溶解后,氧化钙可和和水反应生成氢氧化钙,同时反应放出大量的热,生成的氢氧化钙的溶液呈碱性,能使无色的酚酬:试液变成红色;【实验质疑】由于氧化铁和盐酸反应生成的氯化铁,可能会继续与铁反应生成氯化亚铁;【实验探究2】(1)过滤可以将固体与液体分开,故答案为:过滤;(2)取3g样品研碎,并用磁铁充分吸引后,得到剩余固体2.6g,所以已经出去了
40、铁粉,溶解过滤的固体I的质量为 2g,其中含有碳酸钙还可能有氧化铁,由碳酸钙与盐酸反应方程式为 CaCO3+2HCl=CaCl 2+H2O+CO2T;10044由于生成气体0.44g所以固体I中含有1g碳酸钙,所以固体I中含有碳酸钙和氧化铁,(3)氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,方程式为Ca (OH)2+Na2CO3 CaCOj +2NaOH(4)由于固体成分可能含有 Fe、Fe2O3、CaO、Ca (OH) 2和CaCO3 ,能够被磁铁吸引的 0.4g 固体是铁,剩余的 2.6g固体中还可能含有 Fe2O3 (不溶于水)CaO能和水反应生成Ca (OH) 2、Ca(OH) 2
41、(微溶于水,加足量的水后完全溶解)和 CaCO3 (不溶于水),剩余的固体I中的物质可能 为:Fe2O3和CaCO3 ,溶解的物质为0.6g,所以滤液的成分为 Ca (OH) 2和碳酸钠反应生成碳酸 钙和氢氧化钠,其化学方程式为:Ca (OH) 2+Na2CO3 CaCQj +2NaOH又生成沉淀为1g,设生成1g碳酸钙固体所需的氢氧化钙质量为xCa (OH) 2+W2CO3 CaCOj +2NaOH741001g=,/军彳导x=0.74g > 0.6g ,所以滤液中的氢氧化钙有部分是由氧化钙与水反应生成,由上面的分析可知固体物质的成分为:Fe、Fe2O3、CaO、Ca (OH) 2、C
42、aCO3;【反思与评价】A、对物质成分的探究有时需要定性与定量实验的结合;故 A正确;B、由分析中可知实验中氢氧化钙与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀和氢氧化钠,溶质有NaOH,由于加入的是过量的碳酸钠溶液,因此里面的溶质还有Na2CO3 ,故B正确;由实验探究2可知实验中产生C、由实验探究1可知实验中产生的气体为氢气和二氧化碳气体两种,的气体为二氧化碳气体所以生成的气体成分不同;故C正确;D、由固体物质的成分为:Fe、F&O3、CaO、Ca (OH) 2、CaCO3;最起码五种物质都与盐酸反应,反应个数多于5个;故D错误。9.据统计,我国每年报废的手机超过1亿部,若不进行有效回收利用,会造成
43、巨大的浪费和污染。同学们对废旧手机中的金属回收产生兴趣。【提出问题】从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属?如何回收?【查阅资料】i .手机电路板中的金属及其价格如下表所示:CuAlNI:AuPO F.用本好福(1J卦51 11710 53出Lb -10上八WD.S77*1I.C241200.44Ml.中含,5110.11谢710说明:Fe、Cu、Al、Ni的含量用质量分数()表示,Au、Ag、Pd的含量的单位为 “g/t。”ii . Ni的金属活动性位于氢前,Pd的金属活动性位于氢后,NiCl2溶液为绿色。iii . 2Cu+O2+2H2SO4 三 CuSO4+2H2O(1)【实验方案】第一
44、步:选择值得回收的金属。依据资料i中的数据,废旧手机中有回收价值的金属有Au、Ag、Cu、Pd,原因是:它 们市场价格较高;。第二步:设计实验分离、回收部分金属。,。(2)【问题讨论】由步骤I中的现象,可推知焊锡的物理性质是 。步骤n对应的实验现象是 。步骤n所得的溶液中,一定含有的金属元素是步骤V的操作是。(3)【反思交流】为了确认步骤IV中滤纸上的金属成分,应进一步查阅的资料为 【答案】(1)在手机电路板中的含量高于其在矿石中的含量;溶液呈绿色;过滤酢三A卷设赅1族员回手机吃维啦,免屯晚间矶吞退电是秀 按点忙揖嵋欧柠凤,段列同宿,向强彳党全 康电篦从33牡后中拄出FI用金雷电晶号K悟沐中
45、力匚八里翼靖靛番浸刊in取未海备a1:的士凋电?5斤更馋木诜序后 三图胸示装量中,在守其裳.总启一市濡¥的r -gr 至度电st金尾回体未溶事IV应当m洋墩杯中町嘱商,st野厚壁上的,制股江城上仍啊常里主愿圃以V辱到以色回K(2)熔点低;产生气泡,溶液由无色变成绿色;Fe、Ni、Al;向得到的滤液中加入适量铁,充分反应后过滤(3) Au、Ag、Pd在加热条件下,能否与氧气、稀硫酸发生反应【解析】从废旧手机中回收金属。【提出问题】从废旧手机中可以回收到哪些有价值的金属?如何回收?【查阅资料】【实验方案】第一步:选择值得回收的金属。废旧手机中有回收价值的金属有Au、Ag、Cu、Pd,原因
46、是:它 们市场价格较高;在手机电路板中的含量高于其在矿石中的含量。 第二步:设计实验分离、回收部分金属。实验现象:溶液呈绿色,Ni的金属活动性位于氢前,与盐酸反应生成NiCl2 , NiCl 2溶液为绿色;实验步骤是过滤。【问题讨论】焊锡的物理性质是熔点低,吹风机吹就可使其熔化。步骤H对应的实验现象是.产生气泡,溶液由无色变成绿色,与盐酸反应生成NiCl2和氢气,NiCl 2溶液为绿色。步骤n所得的溶液中,一定含有的金属元素是 . Fe、Ni、Al,他们位于氢前面,可以与盐酸反应生成可溶性物质。步骤V的操作是向得到的滤液 中加入适量铁,充分反应后过滤。【反思交流】确认步骤IV中滤纸上的金属成分
47、,应进一步查阅的资料为Au、Ag、Pd在加热条件下,能否与氧气、稀硫酸发生反应。10 .小明在做铁与硫酸溶液反应的实验时,发现生成的气体有刺激性气味,于是进行了探究。图申图乙图丙(1)【提出问题】铁与硫酸溶液反应生成的气体为什么有刺激性气味?【查阅资料】6H2SO4(浓) + 2FeFe2(SO4)3+ 6+3SO2%请完成化学方程式。SO2可使品红溶液的红色褪去SO2能与NaOH溶液反应而被吸收(2)【进行猜想】铁与不同浓度的硫酸溶液反应,生成的气体中可能有SO2。【实验探究】小明用图甲所示装置进行实验,并将E中收集到的气体进行如图乙所示的爆鸣实验。请帮助小明完成下表:实验A中硫酸浓度实验现象A中生成气体成分B中品红溶液D中品红溶液爆鸣实验实验一98%不褪色E中无气体只后SO2实验二45%稍有褪色不褪色有爆鸣声实验三25%不褪色不褪色有轻微爆鸣声只后H2【实验结论】铁与不同浓度的硫酸溶液反应,生成的气体产物可能不同,当硫酸溶液浓度足够大时,生成的气体产物有二氧化硫。(3)【交流反思】实验三中铁与硫酸溶液反应的化学方程式是 。实验二中发生爆鸣反应的化学方程式是 。(4)【拓展延伸】小明又将A装置进行了如图丙所示的改进,增加的导管所起的作用是 。【
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