第二章第5节《物质的转化》培优训练C(原卷版+解析)

物质转化与材料利用第5节物质的转化(C)第3课时学习目标：1.说明金属冶炼的基本原理。2.通过实验判断实验尾气的处理、密闭固体加热装置的安装。1.我们中华民族的祖先在世界冶金史上曾谱写过辉煌的篇章。早在距今2000余年前的西汉时期，就有“曾青得铁则化为铜”的记述，此乃现代湿法冶金之先驱。从现代科学观点理解，“曾青”应赋予的最恰当含义为(▲)A.铜（单质）B.硫酸铜（溶液）C.铜的化合物D.可溶性铜盐（溶液）2.金属钨用途广泛，H2还原WO3可得到钨，其总反应为WO3+3H2W+3H2O,该总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：温度／℃25∽550∽600∽700℃主要成分WO3W2O5WO2W假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2的质量之比为(▲)A.1:1:4B.1:1:3C.1:1:2D.1:1:13.有化合价升降的反应是氧化还原反应，反应物中含有化合价升高元素的物质称为还原剂，在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+CI2↑+2H2O中的还原剂是(▲)A.MnCI2B.MnO2C.CI2D.HCI4.钛和钛合金是重要的金属材料。工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程是①2FeTiO3+6C+7CI22TiCI4+2FeCI3+6CO②在氩气环境中：2Mg+TiCI4Ti+2MgCl2下列判断不正确的是(▲)A.反应①中生成的气体对环境有污染B.反应②中氯化物的总质量保持不变C.反应①②中钛元素的化合价都改变D.反应②中氩气作为保护气不参加反应5.以下四个化学反应都有气体产生，其反应类型和产生的气体性质均正确的是(▲)6.有氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体40g,其中碳元素的质量分数为30%.使该混合气体通过足量的灼热氧化铁充分反应后，再将气体通入过量的石灰水中，能得到白色沉淀的质量为(▲)A.30gB.50gC.100gD.150g7.已知反应：3H2+Fe2O32Fe+3H2O3;3CO+Fe2O32Fe+3CO2。H2和CO在这两个反应中均将Fe2O3还原为Fe，均作还原剂。(1)请你分析上述反应中还原剂各元素的化合价在化学反应前后的变化情况，归纳出化学反应中还原剂所含元素化合价的变化规律：▲。(2)请根据你得出的规律，判断反应Mg+CuCI2=MgCl2+Cu中的还原剂是▲。(3)在化学反应中与还原剂中元素化合价变化规律相反的物质称为氧化剂，则化学反应：Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl中的氧化剂是▲。8.我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有多种金属，随意丢弃会造成资源浪费并污染土壤和水体。某手机电路板中含有Fe、Sn、Cu、Ag、Au等金属，如图是某工厂回收其中部分金属的流程图。(其中Sn、Au在化合物中的化合价分别为＋2和＋3)(1)过程I、Ⅲ、IV均涉及的操作是▲，该操作需要用到一种金属材料制成的仪器是▲。(2)写出过程II中反应的化学方程式：▲。(3)写出过程Ⅲ中反应的化学方程式：▲。(4)滤液4的主要成分(水除外)是▲。9.氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(▲)A实验时都应该先通入气体后加热，防止发生爆炸B.两者都可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生C.甲无尾气处理装置而乙有，是因为一氧化碳有毒而氢气无毒D.甲试管口略向下倾斜，乙玻璃管保持水平，是因为两种气体的密度不同10.“章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序，再过十八遍火候，一千度高温锤炼，经受三万六千次锻打，直到锅如明镜。”其炉渣中主要含FeO、Fe2O3,还有一定量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾(FeSO4·7H2O)。请回答下列问题：查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。(1)步骤一中发生反应的化学方程式为▲、▲。(2)步骤一中的操作名称是▲，为提高步骤一中反应的反应速率，可以增大硫酸的浓度、升高反应物的温度，还可以▲(写1条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。(3)步骤二中无气体生成的反应的化学方程式为▲，测得滤液2的pH明显大于滤液1,其原因是▲。(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是▲。(5)某科学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100g炉渣，得到干燥杂质5g步骤二中加入15.6g铁粉，得到滤渣5.6g.要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定的一个数据是▲。11.2019年5月第七届中国（湖南）国际矿物宝石博览会在郴州正式开幕，向国内外展现郴州“矿晶之都”的魅力。(1)郴州市有色金属蕴藏丰富，开采出来的矿物属于▲(填“纯净物”或“混合物”)。尽管金属资源丰富，但仍需有效保护，措施有▲(任写一条)。(2)某中学科学兴趣小组的同学收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如图所示的实验方案：①步骤I中，金属X是▲，该反应化学方程式为▲。②步骤II中，加入过量稀硫酸的目的是▲，该反应的化学方程式为▲。12.(科学态度与社会责任）某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？【查阅资料】铜有＋1和＋2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为－2,碳的化合价为＋4或－4。【猜想与假设】(1)同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为▲。(2)同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。【分析与交流】(1)小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是▲。(2)小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲装置相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是▲。【实验与结论】同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检查了乙装置的▲后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清石灰水刚出现浑浊时，▲(填“可以”或“不能”)确定氧化铜和木炭已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是▲(填“吸”或“放”）热反应。待反应结束，先将导气管从澄清石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是▲。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。13.(证据推理与模型认知）某研究性学习小组的同学利用氢气还原氧化铜的原理和如图装置及药品进行实验（操作规范），测定水中氢、氧元素的质量比。(1)装置A中发生的化学方程式为▲。(2)实验时，先使A中反应一段时间，再加热氧化铜，目的是▲。(3)实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应前为29.4g,反应后为27.8g;②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应前为32.2g,反应后为34.0g;用实验数据表示水中H、O元素的质量比为▲(要求写计算式，不要求结果)。(4)装置B的作用体现了浓硫酸有▲性，若没有装置B所测得的氢、氧元素的质量比▲(填“不变”“偏高”或“偏低”)。14.(2018·杭州)下图为氢气还原氧化铜的实验装置图，下列有关分析正确的是(▲)A.装置中试管口需略向下倾斜，主要是为了利于通入氢气B.在给试管内药品加热前，需先通氢气排尽试管内的空气C.待药品完全反应后，需同时撤去酒精灯和通氢气的导管D.该实验装置也可直接用于一氧化碳还原氧化铜的实验15.(2019·宁波)有一包白色固体，可能由BaCl2、NaOH、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种组成。为确定其成分，实验小组进行实验。实验过程中所加试剂均足量，实验过程及现象如图所示。(1)白色沉淀A与稀盐酸反应的化学反应方程式为▲。(2)白色沉淀C的化学式为▲。(3)这包白色固体是由▲(填化学式)组成的。物质转化与材料利用第5节物质的转化(C)第3课时学习目标：1.说明金属冶炼的基本原理。2.通过实验判断实验尾气的处理、密闭固体加热装置的安装。1.我们中华民族的祖先在世界冶金史上曾谱写过辉煌的篇章。早在距今2000余年前的西汉时期，就有“曾青得铁则化为铜”的记述，此乃现代湿法冶金之先驱。从现代科学观点理解，“曾青”应赋予的最恰当含义为(▲)A.铜（单质）B.硫酸铜（溶液）C.铜的化合物D.可溶性铜盐（溶液）【答案】D【解析】由“曾青得铁则化为铜”的知识分析解答，此过程是金属铁与一种盐的溶液反应得到铜的过程。【分析】此题是对湿法炼铜知识的考查，属基础知识考查题，解题关键是对“曾青得铁则化为铜”的理解。【详解】A、由金属与盐溶液的反应可知该盐溶液必须是可溶性铜盐，故A错误；B、可以完成该变化但不全面，故错误；C、不具体，可能不是盐，也可能不是不溶性的铜盐，故错误；D、可溶性铜盐(溶液)与铁可反应，符合题意；故选D.2.金属钨用途广泛，H2还原WO3可得到钨，其总反应为WO3+3H2W+3H2O,该总反应过程大致分为三个阶段，各阶段主要成分与温度的关系如下表所示：温度／℃25∽550∽600∽700℃主要成分WO3W2O5WO2W假设WO3完全转化为W,则三个阶段消耗H2的质量之比为(▲)A.1:1:4B.1:1:3C.1:1:2D.1:1:1【答案】A【解析】由表中主要成分与温度关系可知，第一阶段反应为WO3与H2反应生成W205,同时还生成H2O,配平书写方程式；580℃时，温度介于550℃∽600℃,固体为W2O5、WO2的混合物；根据三个阶段的方程式进行计算三个阶段消耗H2物质的量之比；【分析】题目选择的素材比较陌生，以考查学生的能力为主，难度中等【详解】由表中主要成分与温度关系可知，第一阶段反应为WO3与H2反应是W2O5,同时还生成H2O,反应方程式为：2WO3+H2W2O5+H2O,580℃时，温度介于550℃∽600℃,固体为W2O5、WO2的混合物；假定有2moLWO3，由2WO3+H2W2O5+H2O、W2O5+H22WO2+H2O、WO2+2H2W+2H2O可知，三个阶段消耗的氢气的物质的量之比为1mol:1mol:2mol×2=1:1:4,故选A.3.有化合价升降的反应是氧化还原反应，反应物中含有化合价升高元素的物质称为还原剂，在反应MnO2+4HCl(浓)MnCl2+CI2↑+2H2O中的还原剂是(▲)A.MnCI2B.MnO2C.CI2D.HCI【答案】D【解析】根据化合价的变化判断还原剂。【分析】本题考查了氧化还原反应中还原剂的概念，侧重考查学生对概念的辨别能力，要注意本题中HCl不仅作还原剂还作酸。【详解】MnO2+4HCl(浓)MnCl2+Cl2↑+2H2O,该反应中元素的化合价变化为：HCl→Cl2,Cl元素由－1价→0价，失电子，化合价升高，所以HCl是还原剂。答案：D4.钛和钛合金是重要的金属材料。工业上用钛酸亚铁(FeTiO3)冶炼钛(Ti)的过程是①2FeTiO3+6C+7CI22TiCI4+2FeCI3+6CO②在氩气环境中：2Mg+TiCI4Ti+2MgCl2下列判断不正确的是(▲)A.反应①中生成的气体对环境有污染B.反应②中氯化物的总质量保持不变C.反应①②中钛元素的化合价都改变D.反应②中氩气作为保护气不参加反应【答案】C【解析】【分析】【详解】A、一氧化碳有毒，A确；B、化学反应前后物质的总质量不改变，钛的相对原子质量为48,等于两个镁原子的相对原子质量，所以反应前后②中氯化物的总质量保持不变，B正确；C、反应①中钛元素的化合价反应前后都是＋4价；反应②中由＋4价变为0价，C不正确；D、反应②需在氩气环境中进行，这里氩气是作为保护气不参加反应，D正确。故选C.5.以下四个化学反应都有气体产生，其反应类型和产生的气体性质均正确的是(▲)【答案】A【解析】【分析】本题难度不大，熟练掌握四种基本反应类型的特征、常见气体的化学性质是正确解答本题的关键。【详解】】A.Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,该反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应，属于置换反应，且生成的氢气具有还原性，故选项正确；B.2H2O2H2O+O2↑,该反应符－合“一变多”的特征，属于分解反应；氧气不具有可燃性，氧气能支持燃烧，故选项错误；C.2KClO32KCl+3O2↑,该反应符合“一变多”的特征，属于分解反应，故选项错误；D.CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，该反应是两种化合物相互交换成分生成两种新的化合物的反应，属于复分解反应，但二氧化碳不具有酸性，故选项错误。故选：A.6.有氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体40g,其中碳元素的质量分数为30%.使该混合气体通过足量的灼热氧化铁充分反应后，再将气体通入过量的石灰水中，能得到白色沉淀的质量为(▲)A.30gB.50gC.100gD.150g【答案】C【解析】根据混合气体中碳元素的质量分数，计算出碳元素的质量，而这些质量的碳元素转化为二氧化碳后又与氢氧化钙反应转化为碳酸钙中的碳元素，所以依据质量守恒定律可知混合物中的碳元素质量与碳酸钙中碳元素的质量相等。【分析】此题不用分别计算出一氧化碳和二氧化碳的质量，只需知道不管是原来的二氧化碳，还是一氧化碳还原氧化铁生成的二氧化碳，其中含有的碳元素都来自原混合物中的碳。【详解】氮气、一氧化碳和二氧化碳的混合气体40g,其中碳元素的质量分数为30%,故碳元素的质量为40g×30%=12g,12g的碳元素转化为二氧化碳后又与氢氧化钙反应转化为碳酸钙中的碳元素，所以依据质量守恒定律可知合物中的碳元素质量与碳酸钙中碳元素的质量相等。设碳酸钙的质量是xx×12/100=12gx=100g故选C7.已知反应：3H2+Fe2O32Fe+3H2O3;3CO+Fe2O32Fe+3CO2。H2和CO在这两个反应中均将Fe2O3还原为Fe，均作还原剂。(1)请你分析上述反应中还原剂各元素的化合价在化学反应前后的变化情况，归纳出化学反应中还原剂所含元素化合价的变化规律：▲。(2)请根据你得出的规律，判断反应Mg+CuCI2=MgCl2+Cu中的还原剂是▲。(3)在化学反应中与还原剂中元素化合价变化规律相反的物质称为氧化剂，则化学反应：Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl中的氧化剂是▲。【答案】(1)还原剂在化学反应中元素化合价升高；(2)镁；(3)氯气；【解析】(1)依据还原剂H,和CO在这两个反应前后化合价的变化分析解答；(2)利用(1)中的规律判断即可；(3)利用与还原剂化合价变化的相反规律，分析Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl中的氧化剂即可；【分析】本题主要考查学生对课本知识掌握的熟练程度和总结规律的力，属于基础知识的考查，对于化学方程式的考查是中考的一个重点。【详解】(1)在3H2+Fe2O32Fe+3H2O;和3CO+Fe2O32Fe+3CO2H2在两个反应中，H2和CO做还原剂，其中氢元素和碳元素的化合价升高了，所以两个反应还原剂中元素的化合价的变化规律是还原剂在化学反应中元素化合价升高；(2)根据反应Mg+CuCl2-MgCl2+Cu镁的化合价由0变成了＋2化合价升高了，说明镁是这一反应的还原剂；(3)由于在化学反应中与还原剂中元素化合价变化规律相反的物质，被称为氧化剂，所以氧化剂在化学反应中化合价会降低，分析Cl2+2NaBr=Br2+2NaCl的反应可知氯元素的化合价由0价变成了－1价，所以氯气是这一反应的氧化剂；故答案为：(1)还原剂在化学反应中元素化合价升高；(2)镁；(3)氯气；8.我国每年报废的手机超过1亿部。废旧手机的电路板中含有多种金属，随意丢弃会造成资源浪费并污染土壤和水体。某手机电路板中含有Fe、Sn、Cu、Ag、Au等金属，如图是某工厂回收其中部分金属的流程图。(其中Sn、Au在化合物中的化合价分别为＋2和＋3)(1)过程I、Ⅲ、IV均涉及的操作是▲，该操作需要用到一种金属材料制成的仪器是▲。(2)写出过程II中反应的化学方程式：▲。(3)写出过程Ⅲ中反应的化学方程式：▲。(4)滤液4的主要成分(水除外)是▲。【答案】(1)过滤；铁架台；(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;Fe+SnSO4=Sn+FeSO4;(3)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H20;(4)硫酸亚铁【解析】(1)根据分离混合物的方法及其所用仪器来分析；(2)根据金属的活动性顺序来分析；(3)根据化学反应的原理来分析；(4)根据反应的原理以及滤液的组成来分析。【分析】读图，从中获得解答题目所需的信息，所以在解答题目时先看解答的问题是什么，然后带着问题去读给出的图进而去寻找解答有用的信息，这样提高了信息扑捉的有效性。解答的问题实际上与复杂的转化图相比，其实很简单很基础，或者可以说转化图提供的是情境，考查基本知识。【详解】(1)过程I、IIl、IV都是分离难溶性固体与液体的方法，是过滤操作，过滤操作中用到的由金属材料制成的仪器是铁架台；(2)在金属活动性顺序中，铁和锡排在H前，铜、银、金排在H后面，所以过程｜加入过量的稀硫酸后过滤，所得滤渣中含有铜、银和金；滤液中含有硫酸、硫酸亚铁和硫酸锡；铁的活动性大于锡，所以过程II中铁与硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气、铁与硫酸锡反应生成锡和硫酸亚铁，反应的化学方程式：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;Fe+SnSO4=Sn+FeSO4;(3)过程Ⅲ是在加热的条件下，铜、氧气和硫酸反应生成硫酸铜和水，反应的化学方程式是：2Cu+02+2H2SO42CuSO4+2H20;(4)滤液｜是硫酸亚铁和硫酸锡的混合溶液，加入过量的铁后，铁能与硫酸锡反应生成锡和硫酸亚铁，所以滤液2中含有硫酸亚铁，即滤液4中含有硫酸亚铁；滤液3是硫酸铜溶液，加入适量的铁粉后，铁与硫酸铜反应生成了铜和硫酸亚铁，即滤液4中含有硫酸亚铁，硫酸亚铁溶液蒸发得到了硫酸亚铁。故答案为：(1)过滤；铁架台；(2)Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;Fe+SnSO4=Sn+FeSO4;(3)2Cu+O2+2H2SO4=2CuSO4+2H20;(4)硫酸亚铁。9.氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示，下列有关说法错误的是(▲)实验时都应该先通入气体后加热，防止发生爆炸B.两者都可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生C.甲无尾气处理装置而乙有，是因为一氧化碳有毒而氢气无毒D.甲试管口略向下倾斜，乙玻璃管保持水平，是因为两种气体的密度不同【答案】D【解析】A、可燃性气体与空气或氧气混合达到一定程度时，遇明火会发生爆炸；B、加热条件下，黑色的氧化铜能和还原剂发生反应，其中的铜被还原出来；C、氢气无毒，扩散到空气中不会污染环境；一氧化碳有毒，属于空气污染物；D、氢气和氧化铜反应生成水和铜，一氧化碳和氧化铜反应生成二氧化碳和铜。【分析】实验过程中需要注意的问题很多，要对各种实验有一个比较前面的理解，为设计实验、进行实验、分析实验奠定基础。【详解】A、氢气、一氧化碳都属于可燃性气体，与空气混合达到爆炸极限时，受热或遇明火会发生爆炸，实验时都应该先通入气体一会儿后再加热，这样可以防止发生爆炸，该选项说法正确；B、实验过程中，能够观察到黑色的氧化铜粉末逐渐变成红色，说明氧化铜和氢气、一氧化碳反应生成了红色的铜，该选项说法正确；C、氢气无毒，不污染环境，所以不需要处理尾气，而一氧化碳有毒，能够污染环境，应该对尾气进行处理，该选项说法正确；D、甲中试管口略向下倾斜，是为了防止生成的水回流炸裂试管，与气体的密度无关，该选项说法错误。故选：D.10.“章丘手工铁锅制造需要历经十二道工序，再过十八遍火候，一千度高温锤炼，经受三万六千次锻打，直到锅如明镜。”其炉渣中主要含FeO、Fe2O3,还有一定量既不溶于水，也不与稀酸反应的杂质。现按如图工艺流程，用炉渣制备绿矾(FeSO4·7H2O)。请回答下列问题：查阅资料：氧化亚铁与稀硫酸、铁与硫酸铁反应均可生成硫酸亚铁。(1)步骤一中发生反应的化学方程式为▲、▲。(2)步骤一中的操作名称是▲，为提高步骤一中反应的反应速率，可以增大硫酸的浓度、升高反应物的温度，还可以▲(写1条，不考虑“搅拌”和“使用催化剂”)。(3)步骤二中无气体生成的反应的化学方程式为▲，测得滤液2的pH明显大于滤液1,其原因是▲。(4)滤液2得到绿矾可以采取的方法是▲。(5)某科学兴趣小组在实验室中利用该炉渣按照上述工艺流程制取绿矾。现取100g炉渣，得到干燥杂质5g步骤二中加入15.6g铁粉，得到滤渣5.6g.要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定的一个数据是▲。【答案】(1)FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;(2)过滤；将滤渣粉碎；(3)Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;铁消耗过量的硫酸，溶液的酸性减弱；(4)蒸发溶剂;(5)氢气的质量【解析】根据题干提供的信息进行分析解答，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，根据分离混合物的方法、促进反应进行的方法进行分析解答，根据数据计算的知识解答。【分析】本题考查的是物质的制备的知识，完成此题，可以依据物质的性质进行。【详解】步骤一中，氧化亚铁和硫酸反应生成硫酸亚铁和水，氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁和水，发生反应的化学方程式为FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O.故填：FeO+H2SO4=FeSO4+H2O、Fe2O3+3H2SO4=Fe2(SO4)3+3H2O;步骤一中分离的不溶性故填，故操作名称是过滤，为提高步骤一的反应速率，可采取的措施还有将滤渣粉碎的方法。故填；过滤；将滤渣粉碎；步骤二中无气体生成的化学反应是铁和硫酸铁反应生成硫酸亚铁，化学方程式为Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4,测得滤液2的pH明显大于滤液1,是因为铁消耗过量的硫酸，溶液的酸性减弱。故填：Fe+Fe2(SO4)3=3FeSO4;铁消耗过量的硫酸，溶液的酸性减弱；滤液2得到绿矾可以采取蒸发溶剂的方法，故填：蒸发溶剂。要计算理论上制得绿矾的质量，除要利用上述给定的全部数据外，在实验过程中，还需测定产生气体的质量，故填：氢气的质量。11.2019年5月第七届中国（湖南）国际矿物宝石博览会在郴州正式开幕，向国内外展现郴州“矿晶之都”的魅力。(1)郴州市有色金属蕴藏丰富，开采出来的矿物属于▲(填“纯净物”或“混合物”)。尽管金属资源丰富，但仍需有效保护，措施有▲(任写一条)。(2)某中学科学兴趣小组的同学收集到一桶含有FeSO4、CuSO4的废液，他们想从中回收金属铜和硫酸亚铁晶体，设计了如图所示的实验方案：①步骤I中，金属X是▲，该反应化学方程式为▲。②步骤II中，加入过量稀硫酸的目的是▲，该反应的化学方程式为▲。【答案】(1)混合物；有计划、合理地开采矿物;(2)铁；Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;将金属混合物中的铁除去；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.【解析】【分析】本题主要考查了金属活动性顺序表的应用，难度不大，熟记金属活动性顺表、理解其应用是解答本题的关键。【详解】1.开采出来的矿物中均含有多种物质，属于混合物；保护金属资源的有效途径；有计划、合理地开采矿物；回收废旧金属；寻找金属的代用品，减少了金属的使用等。故答案为：混合物；有计划、合理地开采矿物。2.①由题意可知，由于需要将铜离子转化为铜单质，而溶液还必须为硫酸亚铁，即不能引入新的杂质，所以可以加入铁将铜离子转化为铜单质。该反应的化学方程式为：Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;故答案为：(1)铁；Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;②由于金属混合物的成分是铁和铜，要得到铜，应将铁除去。所以，步骤II中加入过量稀硫酸的目的是将金属混合物中的铁除去，其中发生反应的化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑。故答案为：将金属混合物中的铁除去；Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑.12.(科学态度与社会责任）某中学化学兴趣小组按照课本实验方法（如图甲），做木炭与氧化铜反应实验时，发现很难观察到紫红色铜的生成，却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。【提出问题】暗红色的固体是什么？如何选择合适的条件，使木炭还原氧化铜的实验现象更明显？【查阅资料】铜有＋1和＋2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为－2,碳的化合价为＋4或－4。【猜想与假设】(1)同学们认为这种暗红色固体可能是一种化合物，并猜测它的化学式为▲。(2)同学们还认为，通过改变反应物的状态、质量比以及反应装置，可以使该实验现象更加明显，减少出现暗红色固体的情况。【分析与交流】(1)小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是▲。(2)小周建议用图中的乙装置替代甲装置。与甲装置相比较，乙装置中将试管直立放置的作用是▲。【实验与结论】同学们决定按改进后的方案进行实验，他们在检查了乙装置的▲后，往试管中加入已干燥的药品并开始加热，当看到澄清石灰水刚出现浑浊时，▲(填“可以”或“不能”)确定氧化铜和木炭已经开始反应。不久，即可看到试管底部变红热，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应是▲(填“吸”或“放”）热反应。待反应结束，先将导气管从澄清石灰水中取出，然后关闭止水夹，让产物自然冷却。若不关闭止水夹，可能出现的问题是▲。待产物冷却后，同学们终于找到了期待已久的紫红色铜珠，实验获得了圆满成功。【答案】【猜想与假设】Cu2O(Cu4C、Cu2C);【分析与交流】(1)使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行;(2)是有利于集中加热，获得持续高温;【实验与结论】气密性；不能；放；空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。【解析】在明确探究目的在基础上，仔细阅读所给的信息，猜测化学式时应根据化合物中元素的化合价代数和为零的原则；物质接触面积越大反应就越充分，用超细炭粉与氧化铜粉末反应是合理的；乙装置中将试管直立放置的作用是有利于反应物受热，在选择氧化铜和碳的质量比例时要考虑到氧气消耗的炭，所以石灰水开始变浑浊是不能说明氧化铜和碳发生了反应，反应结束后要关闭止水夹，防止进入空气，使灼热的铜再被氧化。【分析】完成实验探究题时，要明确探究的目的，根据所给信息按步骤进行分析，认真思考反应中的现象，不放过细节问题。【详解】【猜想与假设】中，因为铜有＋1和＋2两种化合价，通常情况下，氧的化合价为－2,碳的化合价为＋4或－4.根据化合物中元素的化合价代数和为零的原则，暗红色固体的化学式可能为：Cu2O(Cu4C、Cu2C);【分析与交流】(1)物质接触面积越大反应就越充分，故答(1)物质接触面积越大反应就越充分，故答案为：使用颗粒更小的反应物，可以增加表面积，有利于反应的进行;(2)乙装置中将试管直立放置更有利于集中加热，并能利用反应放出的热量，答案为：是有利于集中加热，获得持续高温;【实验与结论】实验时首先要检查装置的气密性，当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时，可能是炭也氧气反应生成的二氧化碳，故不能判断碳一氧化铜发生了反应，停止加热后，仍能看到红热现象，并沿试管底部自下而上蔓延，这个现象说明该反应要放出热量，反应结束后要关闭止水夹，防止进入空气，使灼热的铜再被氧化。故答案为：不能放空气会进入反应的试管中，使生成的依然灼热的铜重新被氧化。13.(证据推理与模型认知）某研究性学习小组的同学利用氢气还原氧化铜的原理和如图装置及药品进行实验（操作规范），测定水中氢、氧元素的质量比。(1)装置A中发生的化学方程式为▲。(2)实验时，先使A中反应一段时间，再加热氧化铜，目的是▲。(3)实验测得：①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应前为29.4g,反应后为27.8g;②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应前为32.2g,反应后为34.0g;用实验数据表示水中H、O元素的质量比为▲(要求写计算式，不要求结果)。(4)装置B的作用体现了浓硫酸有▲性，若没有装置B所测得的氢、氧元素的质量比▲(填“不变”“偏高”或“偏低”)。【答案】(1)Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;(2)排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸；(3)(34.0g-32.2g-29.4g+27.8g):(29.4g-27.8g);(4)吸水；偏高【解析】(1)锌能和稀硫酸发生置换反应生成硫酸锌和氢气；(2)根据实验过程中的注意事项来分析；(3)根据氧化铜和玻璃管的总质量的减少量是氧化铜中氧元素的质量，即水中氧元素的质量；装置D的总质量的增加量是生成的水的质量，再用水的质量减去氧元素的质量就是氢元素的质量；(4)浓硫酸具有吸水性；如果没有用浓硫酸进行干燥，那么装置D增重的质量则不全部是生成水的质量。【分析】解答本题的关键是要知道氧化铜和玻璃管的总质量的减少量是氧化铜中氧元素的质量，装置D的总质量的增加量是生成的水的质量。【详解】(1)锌和稀硫酸反应能生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑.故填：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;(2)氢气是可燃性气体，所以在完成氢气的性质实验时必须先验纯，为了使玻璃管中的空气被完全排出，防止发生危险，应该先通一段时间氢气，再加热氧化铜进行反应，故填：排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸；(3)通过方程式可知氧化铜和玻璃管的总质量的减少量是氧化铜中氧元素的质量，又因为氧化铜中的氧元素都上了生成物水中去了，所以水中氧元素的质量为：29.4g-27.8g=