专题提升Ⅱ 金属的氧化还原实验 学案含解析

第第页专题提升Ⅱ金属的氧化还原实验学案（含解析）专题提升Ⅱ金属的氧化还原实验

目录

模块一知己知彼1

模块二知识掌握1

知识点一、金属氧化还原实验1

知识点二、混合气体成分探究（还原性气体与其他）4

模块三巩固提高6

模块一知己知彼

学习目标目标解读

氧化还原是初中常见的知识。涉及金属氧化物与还原剂的反应，该类题目考察知识面广、综合性强，是考查学生逻辑思维的一类题目。考察的知识较多，结合物质特性与质量变化等，以探究和简答为主，难度较大。辨别多种气体混合时，利用酸碱盐特点鉴别成分。

模块二知识掌握

知识点一、金属氧化还原实验

实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。

实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。

实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。

注意：点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。

C＋2CuO2Cu＋CO2↑

C＋CO22CO

CO＋CuO△Cu＋CO2

H2＋CuO△Cu＋H2O

（2023春慈溪市校级月考）三国时的“红脸”关云长与北宋时的“黑脸”包公本是互不相干的著名历史人物，但一首描述某一化学实验过程的诗却将两人联系在了一起。诗的内容如下：“包公静坐水晶房，轻风迎面喜洋洋，忽然一阵烈火起，烧得包公变云长，云长急令退烈火，只留轻风吹暖房。”这首诗中的“包公”“关云长”及“轻风”分别指的是（）

A．C、Cu、CO2B．C、Cu、COC．CuO、Cu、H2D．H2、CuO、Cu

（2022秋武义县期末）某兴趣小组设计如图装置，对“一氧化碳还原氧化铁”的实验进行拓展研究：

【查阅资料】①加热MgCO3和Zn的混合物，产生三种氧化物；

②氯化亚铜溶液吸收CO会产生红色固体Cu2Cl2（CO）22H2O，氨水能加速这一反应；反应方程式为2CuCl+2H2O+2COCu2Cl2（CO）22H2O

【提出问题】根据上述资料设计如图实验装置（固定装置省略）：

【实验步骤】

①如图所示，连接好仪器，检查装置气密性。

②打开弹簧夹，通入适量氮气，目的是。

③关闭弹簧夹，点燃A、B两处酒精灯。

④观察实验现象，B处发现红色固体变黑；D处出现红色固体。

⑤熄灭两处酒精灯，立即至玻璃管冷却（填实验操作）。

【实验分析】

步骤③时，下列关于实验的说法正确的是。

A．B处固体质量逐渐减小

B．D处现象证明A、B处都发生了反应

C．必须在E处加一只点燃的酒精灯

（2023淳安县一模）小金查阅资料发现：氢气还原氧化铜的实验中，若反应过程通入氢气时间不够，得到的固体产物是铜和氧化亚铜组成的混合物。于是他对反应产物的生成情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为0.6克的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原不同时间并检测固体中氧化亚铜的质量，结果如图乙。

（1）利用图甲装置进行氢气还原氧化铜的实验时，正确实验操作顺序为。

①加热

②停止加热

③通入制好的纯净氢气

④停止通氢气

（2）为解释实验结果，小金对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：反应经历2CuO+H2Cu2O+H2O、H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行而不是分步进行。若分步进行，则生成的Cu2O的最大质量为克。再根据图乙所示的探究结果分析，同时进行的依据是。

（3）为确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少，可采取的措施是。

知识点二、混合气体成分探究（还原性气体与其他）

混合气体通常考察H2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先检验是否存在H2O、CO2再检验H2、CO

①检验是否存在H2O、CO2时，应先通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明混合气体中有水蒸气，再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊。

检验后去除H2O、CO2，应先通过通过氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，再通过浓硫酸，吸收水蒸气。

②检验是否存在H2、CO时，应先通过灼热的氧化铁，变黑色，将生成物通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明有水蒸气，从而说明有氢气。再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊，从而说明有一氧化碳。

一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳或在导管后扎气球收集一氧化碳，可以防止污染空气

（2023婺城区模拟）开发和利用清洁高效而又用之不竭的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。请回答：

（1）农作物经微生物发酵可制成乙醇，发酵过程分两步：第一步：农作物先转化为葡萄糖（C6H12O6），第二步：葡萄糖在无氧环境下再转化为乙醇和二氧化碳。请问第二步发生的反应属于基本反应类型中的。

（2）氢气是一种理想的能源。现通过生物法制得的氢气中混有CO2、O2和水蒸气等（氢气的体积分数通常为60%～90%），为了得到纯净的氢气，将混合气体依次通过如图的装置（试剂均足量）。该除杂方案是否正确？说明理由。。

（2023春义乌市校级月考）现有甲烷和氧气的混合气体14.4g在密闭的容器中充分燃烧，生成CO、CO2和H2O三种物质，冷却到室温后，气体的质量变为原来的二分之一，欲使甲烷完全燃烧，原容器中应增加氧气的质量至少为（）

A．0.8gB．1.6g

C．3.2gD．0.8g﹣1.6g之间

（2023金华）某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成。小金利用如图装置探究其成分（所用药品均足量，反应均完全）。

（1）检查装置气密性：在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，甲装置中广口瓶内观察到的现象是。

（2）实验过程中，先点燃丁处酒精灯，再通入混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到丙装置中澄清石灰水变浑浊，过一会观察到乙装置中黑色粉末变红，甲装置电子天平读数恒定不变，则原混合气体组成可能是。

（2022秋慈溪市校级期中）某气体可能由H2、CO、CO2、H2O、HCl中的一种或几种组成，为确定其成分，进行如下实验：

气体通过有关装置时观察到的现象如下：

装置编号ABCDE

试剂硝酸银溶液澄清石灰水氧化铜粉末澄清石灰水无水硫酸铜

现象无明显变化变浑浊变红色无明显变化变蓝色

试推断：

（1）装置A的作用是。

（2）根据上表中的现象判断该气体中一定含有。

（3）若想证明该气体的确切成分、应如何改进装置？写出具体改进方案。

模块三巩固提高

（2023秋北仑区期末）如图是氢气还原氧化铜实验装置。

（1）图甲是某同学设计的实验装置，他能观察到的实验现象是。

（2）另一同学利用图乙装置，实验时先挤压微型滴管，后点燃酒精灯。这样做是为了。

（3）图乙装置与图甲相比，优点是（写出一点即可）。

（2022秋婺城区校级月考）已知木炭还原氧化铜实验中木炭和氧化铜已完全反应，但生成物中除了Cu还含有Cu2O，现做“测定产物中Cu2O”的含量实验，已知Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体，Cu2O+H2H2O+Cu。取木炭还原CuO后的2g的固体样品，用如图装置进行实验（固定装置略去，碱石灰为氧化钙和氢氧化钠混合物），并测得以下数据。

（1）点燃酒精灯之前和熄灭酒精灯之后都需要持续通一段时间氢气，点燃酒精灯之前通氢气的目的是；

（2）经测定反应前后装置d的质量分别为100.00g、100.18g，计算产物中Cu2O的含量，由数据可知，该样品中Cu2O的质量分数是；

（3）方案二中利用同样的装置，还可通过测定反应前后装置（填“a”、“b”或“c”）的质量达到实验目的。

（2022西湖区校级一模）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将200mL注射器针头扎入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……

（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是。

（2）装置末端连接的气球的作用是。

（3）实验过程中，当观察到现象时可判断一定有产物水生成。

（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，

当b为（用含有a式子表示）时，可判断氧化铜已完全转化为铜。

（2022温州二模）氢气具有还原性，能在加热条件下与CuO发生反应：H2+CuOCu+H2O。某同学为了验证氢气还原氧化铜的产物，设计了如图由A、B、C三部分组成的实验装置。

（1）实验中，用锌粒和稀硫酸反应制取氢气．实验开始前需要先检验氢气的纯度，然后应先通一段时间氢气，再加热氧化铜进行反应，其主要目的是；

（2）上述实验装置还存在不足之处，为了达到实验目的，使根据现象得出的结论更严格更科学，请你提出修改意见：。

（2023婺城区三模）已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分，某小组同学经过讨论，设计了下图甲所示的实验方案。根据方案回答下列问题：

（1）装置C在实验中的作用是。

（2）仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在CO？请判断并说明理由。

（3）小丁根据装置E中出现变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在。你认为结论是否可靠？若可靠请说明理由；若不可靠请对图甲实验装置提出改进意见。

（4）图甲方案中B装置可用来吸收CO2但没有现象。为证明NaOH能和CO2发生反应，小丁又设计了图乙所示的方案。则图乙方案中所加试剂X应该是。

（2023杭州模拟）某燃料X在7.2g氧气中燃烧，得到9.2g混合气体（可能含有一氧化碳、二氧化碳、水蒸气）。化学兴趣小组的同学利用如图所示装置验证混合气体的成分。

资料：①浓硫酸具有吸水性。②浓氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳。

（1）通过混合气体后，A装置增重4.5g，说明混合气体中含有。

（2）D装置的作用是。

（3）当观察到，证明混合气体中有CO。

（4）实验结束后，同学们称量B、C装置共增重3.3g，根据以上数据可确定燃料X中所含元素及元素质量比为。

（2023南浔区二模）某工业废气中可能含有CO2、CO、H2中的一种或几种，为了探究气体的组成，用如图所示装置进行实验：（已知：无水硫酸铜是白色的，遇水会变蓝色；碱石灰会吸收水和CO2）

（1）其中A装置的作用是检验并除去CO2。其科学原理是（用化学方程式表示）。

（2）若尾气中有CO，为证明装置A是否将CO2吸收完，可在A、B间连接一个装有的洗气瓶。

（3）若装置A中试剂不变浑浊，装置C中出现红色粉末，装置D中无水硫酸铜不变蓝的现象，可知混合气体里肯定有（不考虑反应开始前的各装置微小质量变化且无水硫酸铜足量）。

（4）装置F的作用是（写出一点即可）。专题提升Ⅱ金属的氧化还原实验

目录

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模块二知识掌握1

知识点一、金属氧化还原实验1

知识点二、混合气体成分探究（还原性气体与其他）5

模块三巩固提高8

模块一知己知彼

学习目标目标解读

氧化还原是初中常见的知识。涉及金属氧化物与还原剂的反应，该类题目考察知识面广、综合性强，是考查学生逻辑思维的一类题目。考察的知识较多，结合物质特性与质量变化等，以探究和简答为主，难度较大。辨别多种气体混合时，利用酸碱盐特点鉴别成分。

模块二知识掌握

知识点一、金属氧化还原实验

实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。

实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。

实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。

注意：点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。

C＋2CuO2Cu＋CO2↑

C＋CO22CO

CO＋CuO△Cu＋CO2

H2＋CuO△Cu＋H2O

（2023春慈溪市校级月考）三国时的“红脸”关云长与北宋时的“黑脸”包公本是互不相干的著名历史人物，但一首描述某一化学实验过程的诗却将两人联系在了一起。诗的内容如下：“包公静坐水晶房，轻风迎面喜洋洋，忽然一阵烈火起，烧得包公变云长，云长急令退烈火，只留轻风吹暖房。”这首诗中的“包公”“关云长”及“轻风”分别指的是（）

A．C、Cu、CO2B．C、Cu、COC．CuO、Cu、H2D．H2、CuO、Cu

【解答】解：由题意可知，包公意指黑色粉末，轻风指氢气，关云长意指红色粉末，退烈火指移去酒精灯，题中的意思指的是黑色的粉末在通入氢气后变成了红色，所以实验指的是氢气还原氧化铜的实验，氢气还原氧化铜，氧化铜是黑色粉末，铜是红色粉末，且有水生成，由以上分析可知：“包公”“关云长”及“轻风”分别指的是CuO、Cu、H2，故选：C。

（2022秋武义县期末）某兴趣小组设计如图装置，对“一氧化碳还原氧化铁”的实验进行拓展研究：

【查阅资料】①加热MgCO3和Zn的混合物，产生三种氧化物；

②氯化亚铜溶液吸收CO会产生红色固体Cu2Cl2（CO）22H2O，氨水能加速这一反应；反应方程式为2CuCl+2H2O+2COCu2Cl2（CO）22H2O

【提出问题】根据上述资料设计如图实验装置（固定装置省略）：

【实验步骤】

①如图所示，连接好仪器，检查装置气密性。

②打开弹簧夹，通入适量氮气，目的是。

③关闭弹簧夹，点燃A、B两处酒精灯。

④观察实验现象，B处发现红色固体变黑；D处出现红色固体。

⑤熄灭两处酒精灯，立即至玻璃管冷却（填实验操作）。

【实验分析】

步骤③时，下列关于实验的说法正确的是。

A．B处固体质量逐渐减小

B．D处现象证明A、B处都发生了反应

C．必须在E处加一只点燃的酒精灯

【解答】解：【实验步骤】

①如图所示，连接好仪器，检查装置气密性。

②打开弹簧夹，通入适量氮气，目的是排出装置中的空气，防止影响实验结果。

③关闭弹簧夹，点燃A、B两处酒精灯。

④观察实验现象，B处发现红色固体变黑；D处出现红色固体。

⑤熄灭两处酒精灯，立即打开弹簧夹通入氮气至玻璃管冷却。

故答案为：排出装置中的空气，防止影响实验结果；打开弹簧夹通入氮气。

【实验分析】

A．B处固体质量逐渐减小，是因为氧化铁不断和一氧化碳反应，该选项正确。

B．D处现象证明A处都发生了反应，该选项不正确。

C．不需要在E处加一只点燃的酒精灯，是因为D中的药品足量，能够完全吸收一氧化碳，该选项不正确。

故选：A。

（2023淳安县一模）小金查阅资料发现：氢气还原氧化铜的实验中，若反应过程通入氢气时间不够，得到的固体产物是铜和氧化亚铜组成的混合物。于是他对反应产物的生成情况进行了如下探究：利用图甲所示实验装置，称取若干份质量均为0.6克的氧化铜，在相同条件下分别用氢气还原不同时间并检测固体中氧化亚铜的质量，结果如图乙。

（1）利用图甲装置进行氢气还原氧化铜的实验时，正确实验操作顺序为。

①加热

②停止加热

③通入制好的纯净氢气

④停止通氢气

（2）为解释实验结果，小金对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：反应经历2CuO+H2Cu2O+H2O、H2+Cu2O2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行而不是分步进行。若分步进行，则生成的Cu2O的最大质量为克。再根据图乙所示的探究结果分析，同时进行的依据是。

（3）为确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少，可采取的措施是。

【解答】解：（1）氢气有可燃性，加热氢气与氧气的混合物容易发生爆炸，在加热氧化铜前，需要先通一段时间的氢气，停止加热后，为了防止灼热的铜重新被氧化，要先冷却至室温后，再停止通氢气，故正确实验操作顺序为③①②④；故答案为：③①②④；

（2）设分步进行，0.6g的CuO和氢气反应生成氧化亚铜质量为x，

2CuO+H2Cu2O+H2O

160144

0.6gx

解得：x＝0.54g，

结合图乙所示的探究结果计算分析，假设中“在同一条件下两个反应能同时进行”合理的依据是：如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.54g，而不是0.3218g；故答案为：0.54；如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.54g，而不是0.3218g。

（3）由图像分析可知：反应时间超过5min以后，时间越长产生的Cu2O越少，所以为确保氢气还原氧化铜所得固体产物中Cu2O尽可能少，应采取的措施是加热条件下通入氢气的时间足够长，故答案为：加热条件下通入氢气的时间足够长。

知识点二、混合气体成分探究（还原性气体与其他）

混合气体通常考察H2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先检验是否存在H2O、CO2再检验H2、CO

①检验是否存在H2O、CO2时，应先通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明混合气体中有水蒸气，再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊。

检验后去除H2O、CO2，应先通过通过氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，再通过浓硫酸，吸收水蒸气。

②检验是否存在H2、CO时，应先通过灼热的氧化铁，变黑色，将生成物通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明有水蒸气，从而说明有氢气。再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊，从而说明有一氧化碳。

一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳或在导管后扎气球收集一氧化碳，可以防止污染空气

（2023婺城区模拟）开发和利用清洁高效而又用之不竭的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。请回答：

（1）农作物经微生物发酵可制成乙醇，发酵过程分两步：第一步：农作物先转化为葡萄糖（C6H12O6），第二步：葡萄糖在无氧环境下再转化为乙醇和二氧化碳。请问第二步发生的反应属于基本反应类型中的。

（2）氢气是一种理想的能源。现通过生物法制得的氢气中混有CO2、O2和水蒸气等（氢气的体积分数通常为60%～90%），为了得到纯净的氢气，将混合气体依次通过如图的装置（试剂均足量）。该除杂方案是否正确？说明理由。。

【解答】解：（1）葡萄糖在无氧环境下再转化为乙醇和二氧化碳，该反应是由一种反应物转化为两种生成物，符合“一变多”特点，属于基本反应类型中的分解反应；

（2）通过生物法制得的氢气中混有CO2、O2和水蒸气等（氢气的体积分数通常为60%～90%），为了得到纯净的氢气，将混合气体依次通过NaOH溶液、灼热的Cu丝和干燥装置，该除杂方案不正确，理由是通过灼热的Cu丝时，氢气与氧气混合受热可能发生爆炸，另外，氢氧化钠溶液中的水蒸气进入加热装置中，易使试管炸裂；

故答案为：

（1）分解反应；

（2）不正确；通过灼热的Cu丝时，氢气与氧气混合受热可能发生爆炸，另外，氢氧化钠溶液中的水蒸气进入加热装置中，易使试管炸裂。

（2023春义乌市校级月考）现有甲烷和氧气的混合气体14.4g在密闭的容器中充分燃烧，生成CO、CO2和H2O三种物质，冷却到室温后，气体的质量变为原来的二分之一，欲使甲烷完全燃烧，原容器中应增加氧气的质量至少为（）

A．0.8gB．1.6g

C．3.2gD．0.8g﹣1.6g之间

【解答】解：现有甲烷和氧气的混合气体14.4g在密闭的容器中充分燃烧，生成CO、CO2和H2O三种物质，冷却到室温后，气体的质量变为原来的二分之一，说明冷却的水蒸气有7.2g，水中氢元素的质量为：7.2g0.8g，水中的氢元素全部来自于甲烷，则甲烷的质量为：0.8g3.2g，甲烷和氧气的混合气体中氧气的质量为：14.4g﹣3.2g＝11.2g，

设3.2g甲烷完全燃烧需要氧气的质量为x。

CH4+2O2CO2+2H2O

1664

3.2gx

x＝12.8g

则3.2g甲烷完全燃烧需要氧气的质量为12.8g，欲使甲烷完全燃烧，原容器中应增加氧气的质量至少为：12.8g﹣11.2g＝1.6g。

故选：B。

（2023金华）某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成。小金利用如图装置探究其成分（所用药品均足量，反应均完全）。

（1）检查装置气密性：在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，停止鼓气。如果气密性良好，甲装置中广口瓶内观察到的现象是。

（2）实验过程中，先点燃丁处酒精灯，再通入混合气体，过一会点燃乙处酒精灯，先观察到丙装置中澄清石灰水变浑浊，过一会观察到乙装置中黑色粉末变红，甲装置电子天平读数恒定不变，则原混合气体组成可能是。

【解答】解：（1）在甲、丙装置中倒入适量的水，关闭丙丁之间止水夹，往甲装置中鼓入一定量空气后，此时装置内压强比外界大，停止鼓气，如果气密性良好，甲装置中左边的导管液体会从导管中流出或液面上升，故答案为：甲装置左边导管液面上升，并停留在一定的位置上不下降；

（2）某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的二种组成，点燃乙处酒精灯后，先观察到丙装置中澄清石灰水变浑浊，说明该混合气体中有CO2；过一会观察到乙装置中黑色粉末变红，而某混合气体由CO、CO2、H2、水蒸气中的两种组成，说明该混合气体中含有CO或H2中的一种，因为CO、H2都能与乙装置中的氧化铜粉末发生反应，观察到乙装置中黑色粉末变红；而甲装置电子天平读数恒定不变，说明该混合气体中一定不含水蒸气，故答案为：CO2、CO或CO2、H2。

（2022秋慈溪市校级期中）某气体可能由H2、CO、CO2、H2O、HCl中的一种或几种组成，为确定其成分，进行如下实验：

气体通过有关装置时观察到的现象如下：

装置编号ABCDE

试剂硝酸银溶液澄清石灰水氧化铜粉末澄清石灰水无水硫酸铜

现象无明显变化变浑浊变红色无明显变化变蓝色

试推断：

（1）装置A的作用是。

（2）根据上表中的现象判断该气体中一定含有。

（3）若想证明该气体的确切成分、应如何改进装置？写出具体改进方案。

【解答】解：硝酸银和盐酸反应生成氯化银沉淀和硝酸，二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，一氧化碳和氧化铜加热生成铜和二氧化碳，氢气和氧化铜加热生成铜和水，无水硫酸铜遇水变蓝色。

混合气通过硝酸银无明显现象，说明了一定无氯化氢；会使B处澄清石灰水变浑浊，说明了一定存在二氧化碳；氧化铜粉末变红，说明了存在氢气或一氧化碳；D处石灰水无明显现象，说明不含一氧化碳，一定含有氢气，E处无水硫酸铜变蓝色，水可能是氢气和氧化铜反应生成的，也可能是气体通过澄清石灰水带出来的，还可能是原气体中含有的，所以不能确定是否存在水蒸气，

（1）装置A的作用是：检验并除净氯化氢气体；故答案为：检验并除净氯化氢气体；

（2）根据上表中的现象判断该气体中一定含有二氧化碳、氢气；故答案为：二氧化碳、氢气；

（3）若想证明该气体的确切成分，具体改进方案是：将装有无水硫酸铜的干燥管放在A装置之前。故答案为：将装有无水硫酸铜的干燥管放在A装置之前。

模块三巩固提高

（2023秋北仑区期末）如图是氢气还原氧化铜实验装置。

（1）图甲是某同学设计的实验装置，他能观察到的实验现象是。

（2）另一同学利用图乙装置，实验时先挤压微型滴管，后点燃酒精灯。这样做是为了。

（3）图乙装置与图甲相比，优点是（写出一点即可）。

【解答】解：（1）在加热的条件下，氢气和氧化铜反应生成铜和水，因此观察到的实验现象是试管中的黑色粉末慢慢变成红色，试管口处有水珠出现；故答案为：试管中的黑色粉末慢慢变成红色，试管口处有水珠出现；

（2）可燃性气体在加热或点燃前都不能混有氧气，所以实验时都应该先先挤压微型滴管让稀硫酸与锌反应产生氢气排净容器内的空气而后再加热，这主要是防止发生爆炸；故答案为：防止发生爆炸；

（3）该微型实验装置节约费用，仪器成本低，试剂用量少，能源消耗少，减少污染等；故答案为：节约药品（答案合理即可）。

（2022秋婺城区校级月考）已知木炭还原氧化铜实验中木炭和氧化铜已完全反应，但生成物中除了Cu还含有Cu2O，现做“测定产物中Cu2O”的含量实验，已知Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体，Cu2O+H2H2O+Cu。取木炭还原CuO后的2g的固体样品，用如图装置进行实验（固定装置略去，碱石灰为氧化钙和氢氧化钠混合物），并测得以下数据。

（1）点燃酒精灯之前和熄灭酒精灯之后都需要持续通一段时间氢气，点燃酒精灯之前通氢气的目的是；

（2）经测定反应前后装置d的质量分别为100.00g、100.18g，计算产物中Cu2O的含量，由数据可知，该样品中Cu2O的质量分数是；

（3）方案二中利用同样的装置，还可通过测定反应前后装置（填“a”、“b”或“c”）的质量达到实验目的。

【解答】解：（1）点燃酒精灯之前通氢气的目的是排尽装置中的空气，防止加热时氢气发生爆炸，故答案为：排尽装置中的空气，防止加热时氢气发生爆炸；

（2）经测定反应前后装置d的质量分别为100.00g、100.18g，则根据质量守恒定律，生成水的质量为100.18g﹣100.00g＝0.18g，则设产物中Cu2O的含量为x，

Cu2O+H22Cu+H2O

14418

x0.18g

解得x＝1.44g

样品中Cu2O的质量分数是。

（3）可通过测定反应前后装置c的质量达到实验目的，反应前后装置c的质量差即为Cu2O中氧元素的质量，根据氧元素的质量，可以计算Cu2O的质量，进一步可以计算产物中Cu2O的含量，故答案为：c。

（2022西湖区校级一模）小金为了探究氧化铜与氢气的反应和反应产物，用如图所示装置进行实验。注射器内装满氢气，并将200mL注射器针头扎入橡皮塞中。将少许氧化铜粉末送入长柄U形石英玻璃管内并平铺于管底。将少量白色的无水硫酸铜粉末送入长柄U形石英玻璃管中并平铺于直管中部。然后将一个气球套在长柄U形石英玻璃管的直管出口处，连接好整个实验装置并检查装置气密性……

（1）为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前的操作是。

（2）装置末端连接的气球的作用是。

（3）实验过程中，当观察到现象时可判断一定有产物水生成。

（4）实验开始时加入a克纯氧化铜粉末，实验结束后取出U形管底的固体称量为b克，

当b为（用含有a式子表示）时，可判断氧化铜已完全转化为铜。

【解答】解：（1）氢气还原氧化铜时，要先通氢气排净空气防止爆炸，所以在点燃酒精灯加热前的操作是通入氢气；

（2）气球能收集尾气，并能防止空气中水蒸气进入装置，干扰生成物水的检验；

（3）水能使无水硫酸铜由白色变为蓝色，所以当观察到U形石英玻璃管的直管中部分白色粉末变为蓝色，说明一定有产物水生成；

（4）氢气与氧化铜完全反应，生成的固体物质只有铜

H2+CuOCu+H2O

8064

a克b克

根据：解得：b。

故答案为：（1）通入氢气；

（2）收集尾气，并能防止空气中水蒸气进入装置，干扰生成物水的检验；

（3）U形石英玻璃管的直管中部分白色粉末变为蓝色；

（4）。

（2022温州二模）氢气具有还原性，能在加热条件下与CuO发生反应：H2+CuOCu+H2O。某同学为了验证氢气还原氧化铜的产物，设计了如图由A、B、C三部分组成的实验装置。

（1）实验中，用锌粒和稀硫酸反应制取氢气．实验开始前需要先检验氢气的纯度，然后应先通一段时间氢气，再加热氧化铜进行反应，其主要目的是；

（2）上述实验装置还存在不足之处，为了达到实验目的，使根据现象得出的结论更严格更科学，请你提出修改意见：。

【解答】解：（1）氢气具有可燃性，点燃或加热氢气与空气的混合物容易发生爆炸，所以先通一段时间氢气，是赶尽装置中的空气，防止爆炸．

（2）制取的氢气中会混有水蒸气，为了防止对实验结果的干扰，应在AB之间防止一个干燥装置。

故答案为：（1）排尽装置内的空气，防止装置发生爆炸；

（2）在AB之间放一个干燥装置。

（2023婺城区三模）已知某混合气体由H2、CO和CO2三种气体组成。为验证该混合气体成分，某小组同学经过讨论，设计了下图甲所示的实验方案。根据方案回答下列问题：

（1）装置C在实验中的作用是。

（2）仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，能否证明混合气体中一定存在CO？请判断并说明理由。

（3）小丁根据装置E中出现变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在。你认为结论是否可靠？若可靠请说明理由；若不可靠请对图甲实验装置提出改进意见。

（4）图甲方案中B装置可用来吸收CO2但没有现象。为证明NaOH能和CO2发生反应，小丁又设计了图乙所示的方案。则图乙方案中所加试剂X应该是。

【解答】解：（1）根据可用澄清石灰水检验二氧化碳气体知，装置C在实验中的作用是检验二氧化碳气体是否除尽；

（2）在加热条件下，H2、CO均能与氧化铜反应，使D装置中产生黑色粉末变红这一现象，所以仅根据D装置中黑色粉末变红这一现象，不能证明混合气体中一定存在CO；

（3）装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，说明有水蒸气进入，该水蒸气可能是氢气与氧化铜反应产生的，也可能是气体从C中带入的，所以小丁根据装置E中出现白色硫酸铜粉末变成蓝色的实验现象，得出该混合气体中有氢气存在的结论是不可靠的，图甲实验装置中应在CD之间加一个气体干燥装置；

（4）钡离子遇碳酸根离子会产生碳酸钡沉淀，则方案中所加试剂X应该是氢氧化钠和氯化钡．

故答案为：（1）检验二氧化碳气体是否除尽；

（2）不能，H2能与氧化铜反应；

（3）不可靠，图甲实验装置中应在CD之间加一个气体干燥装置；

（4）氢氧化钠和氯化钡。

（2023杭州模拟）某燃料X在7.2g氧气中燃烧，得到9.2g混合气体（可能含有一氧化碳、二氧化碳、水蒸气）。化学兴趣小组的同学利用如图所示装置验证混