专题07混合物识别金属冶炼探究-2022-2023中考二轮复习培优压轴（浙教版）

专题07混合物识别、金属冶炼探究一、固体混合物的识别1．（2022九上·温州期中）兴趣小组对4瓶无色溶液Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、稀盐酸进行鉴别。甲组同学利用紫色石蕊试液进行鉴别。实验步骤现象与结论①用4支试管，分别取少量的不同溶液，各滴加紫色石蕊试液。1支试管中出现红色，则该溶液是⑴；②另用3支试管，分别取少量未确定的溶液，各滴加步骤①检验出的溶液。1支试管中有气泡产生。则此溶液是⑵溶液。③另用2支试管，分别取少量未确定的溶液，⑶。1支试管中有白色沉淀析出，则原溶液是Ca(OH)2溶液。1支试管中无现象，则原溶液是NaOH溶液。乙组同学不用其他试剂进行鉴别。同学实验操作现象结论小敏用3支试管，分别取少量不同的溶液，各滴加剩余的另一种溶液。1支试管中有气泡产生，其余2支试管中无现象。所滴加的溶液是稀盐酸。小红1支试管中有白色沉淀析出，其余2支试管中无现象。所滴加的溶液是Na2CO3溶液。小刚…………乙组同学经过交流后发现，根据小敏与小红的实验现象，(4)的结论是错误的。如果小刚所滴加的是NaOH溶液，则他的实验现象是(5)。【答案】稀盐酸；Na2CO3；各滴加Na2CO3溶液；小红；无明显的现象出现【解析】①用4支试管，分别取少量的不同溶液，各滴加紫色石蕊试液，因石蕊试液遇酸性溶液呈红色，1支试管中出现红色，则该溶液是稀盐酸。②另用3支试管，分别取少量未确定的溶液，各滴加步骤①检验出的溶液，1支试管中有气泡产生。稀盐酸与碳酸钠溶液反应产生二氧化碳气体，则此溶液是碳酸钠溶液。③另两种溶液为氢氧化钠和氢氧化钙溶液，氢氧化钙与碳酸钠反应能产生碳酸钙沉淀，氢氧化钠则不能与碳酸钠反应，另用2支试管，分别取少量未确定的溶液，各滴加Na2CO3溶液——产生白色沉淀的为氢氧化钠溶液，无现象的为氢氧化钠溶液。

碳酸钠向另三种溶液中滴加时，会有一支试管中产生白色沉淀，一支试管中产生气泡，另一支试管中无现象，而不是2支试管无现象，小红的结论是错误的，小刚滴加的是氢氧化钠溶液，则3支试管均无明显现象出现。2．（2022九上·舟山期中）某碳酸钠固体样品中，可能含有硫酸钠、碳酸钙、硫酸铜、氯化钠、氯化钙中的一种或几种杂质，为了确定杂质的成分，进行以下实验：第一步：取50g该样品溶于水得到无色溶液；第二步：再向第一步得到的无色溶液中，先后逐滴加入过量氯化钡溶液和过量的稀硝酸。产生沉淀的物质的质量与时间的关系如图所示，（1）由第一步实验可知，原样品中一定没有。（2）BC段减少的沉淀是。（3）杂质一定含有。【答案】（1）碳酸钙、硫酸铜、氯化钙（2）碳酸钡（3）硫酸钠【解析】（1）第一步：取50g该样品溶于水得到无色溶液，说明溶液中一定不含难溶的碳酸钙、溶液呈蓝色的硫酸铜和能与碳酸钠反应生成碳酸钙沉淀的氯化钙；

（2）硫酸钡不溶于硝酸，碳酸钡溶于硝酸，BC段沉淀减少是由于碳酸钠与氯化钡反应生成碳酸钡沉淀与硝酸发生反应而溶解；

（3）由加入氯化钡，沉淀增加，再加入稀硝酸，沉淀部分溶解可知，沉淀中一定含有不溶于硝酸的硫酸钡，则杂质中一定有与氯化钡反应生成硫酸钡的硫酸钠。3．（2022九上·杭州期中）有一包白色固体，可能含有Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一种或几种．取适量样品溶解于水，有白色沉淀产生；过滤后，向该白色沉淀中滴加盐酸，现象如图所示（ABC表示沉淀变化，OBC表示气体变化）．（1）由此推断原白色固体中一定含有的是．（2）写出沉淀质量减少的化学方程式：．（3）在C点时，所得溶液中的溶质一定有．【答案】（1）BaCl2、Na2SO4、Na2CO3（2）BaCO3+2HCl＝BaCl2+H2O+CO2↑（3）HCl、BaCl2【解析】（1）取适量样品溶解于水，有白色沉淀产生；过滤后，向该白色沉淀中滴加盐酸，由图像可知，沉淀部分溶解，且有气体产生，说明沉淀既有能溶于酸的碳酸钡，又有不溶于酸的硫酸钡，由此可知白色固体中一定有BaCl2、Na2SO4、Na2CO3；

（2）沉淀质量减少是由于碳酸钡与盐酸反应生成氯化钡、水和二氧化碳，反应方程式为BaCO3+2HCl＝BaCl2+H2O+CO2↑；

（3）在C点时所得溶液中的溶质一定有碳酸钡与盐酸反应生成的氯化钡，且盐酸过量，溶液中还含有氯化氢。4．（2022九上·临海期中）实验室有一包没有标签的白色固体粉末，老师告知同学其可能由氯化钾、碳酸钾、氢氧化钾中的一种或几种组成。为了检测该白色粉末的成分，科学兴趣小组取一定量样品按以下流程进行实验：（1）上述实验中，“操作Ⅰ”的名称是。（2）根据实验现象，可确定组成白色固体粉末的物质有。（3）步骤①中不能用BaCl2溶液代替Ba(NO3)2溶液，其理是。【答案】（1）过滤（2）KCl、K2CO3（3）用BaCl2溶液会干扰Cl的检验【解析】（1）“操作Ⅰ”是将固体和液体分离的操作，名称是过滤；

（2）白色固体中加水溶解后再加过量硝酸钡溶液，得到白色沉淀和无色溶液，则说明一定有与硝酸钡反应产生碳酸钡的碳酸钾，向无色溶液中加足量硝酸银溶液，得白色沉淀，无色溶液中加酚酞仍呈无色，说明还一定有氯化钾，一定没有氢氧化钾，所以固体粉末的组成为KCl、K2CO3；

（3）用BaCl2溶液会干扰Cl的检验，所以步骤①中不能用BaCl2溶液代替Ba(NO3)2溶液；5．（2022九上·杭州期中）有一包固体粉末可能含有NaNO3、CaCO3、NaOH、CuCl2、NaCl、Ca(NO3)2中的一种或几种，为确定其组成，某同学设计了如图实验方案：请回答下来问题：（1）沉淀1是（2）生成无色气体的化学方程式是。（3）无色溶液A中一定存在的溶质的化学式是（4）这包粉末中可能存在的物质是【答案】（1）CaCO3（2）CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑（3）NaOH、Ca（NO3）2、NaCl（4）NaNO3【解析】（1）沉淀1加足量稀硝酸得无色溶液B和无色气体，说明沉淀1为能与酸反应产生二氧化碳的碳酸钙；

（2）生成无色气体的反应是碳酸钙与硝酸反应生成硝酸钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑；

（3）无色溶液A通入二氧化碳产生白色沉淀，二氧化碳能与氢氧化钠反应产生碳酸钠，碳酸钠与硝酸钙反应可生成碳酸钙沉淀，无色溶液A加足量稀硝酸和硝酸银，可产生白色沉淀，说明含有氯离子，氯化铜溶液为蓝色，则A中一定含氯化钠，由此确定无色溶液A中溶质为NaOH、Ca（NO3）2、NaCl；

（4）由所给现象推知固体粉末中一定含CaCO3、NaOH、NaCl、Ca(NO3)2，一定不含CuCl2，可能含NaNO3。6．（2022九上·义乌期中）某科学探究小组对一包固体粉末中的成分进行鉴别，粉末中可能含有CaCO3、NaCl、Na2CO3、K2SO4、FeCl3、KOH、CaCl2中的一种或几种，实验操作步骤及现象如图，试回答：（1）仅由步骤Ⅰ可知，固体粉末中不可能含有的物质是（填化学式）。（2）无色溶液D一定含有的溶质是。（3）写出步骤Ⅳ涉及的化学反应方程式：（4）结论：固体粉末中一定含有，可能含有。【答案】（1）CaCO3、FeCl3（2）KOH、NaCl、BaCl2（3）2KOH+CO2=K2CO3+H2O；K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl（4）Na2CO3、KOH；NaCl、K2SO4【解析】（1）仅由步骤Ⅰ加足量水得无色溶液，可得出固体粉末中不可能含有难溶于水的碳酸钙和溶液呈黄色的氯化铁，碳酸钠和氯化钙反应产生碳酸钙沉淀，二者不能同时存在；（2）无色溶液中加入氯化钡溶液，得白色沉淀E，E加足量稀硫酸，得白色沉淀A和无色气体B，则E中一定有碳酸钡沉淀，可能有硫酸钡，无色溶液D通足量二氧化碳得白色沉淀C，因加入氯化钡过量，则D中一定有氯化钡，二氧化碳和氢氧化钾反应会产生碳酸钾，碳酸钾与氯化钡反应能产生碳酸钡沉淀，说明D中还一定含有氢氧化钾，因碳酸钠与氯化钡反应生成氯化钡，D中还有生成的氯化钠；

（3）步骤Ⅳ涉及到二氧化碳与氢氧化钾的反应，碳酸钾和氯化钡的反应，化学反应方程式为2KOH+CO2=K2CO3+H2O；K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl；

（4）固体粉末中一定含有碳酸钠和氢氧化钾，可能含有氯化钠和硫酸钾，一定不含碳酸钙、氯化铁、氯化钙；7．（2022九上·舟山月考）现有一包不纯的K2CO3固体，可能含有NaOH、Ba(OH)2、Na2SO4、（1）取适量固体与熟石灰混合研磨，无氨味，则原固体一定不含。（2）另取适量固体加水溶解，过滤得白色固体A和无色滤液B，取固体A，加入过量稀HCl，固体全部溶解，则原固体中一定不含，写出步骤（2）中生成固体A的化学方程式。（3）取少量滤液B，滴加足量Ba(NO3【答案】（1）硫酸铵（2）硫酸钠；K2【解析】（1）铵盐与熟石灰研磨会反应产生氨气，取适量固体与熟石灰混合研磨，无氨味，则原固体一定不含硫酸铵；

（2）固体加水溶解，得白色沉淀，白色沉淀加稀盐酸，全部溶解，说明该沉淀是氢氧化钡与碳酸钾反应产生的碳酸钡沉淀，一定没有氢氧化钡与硫酸钠反应产生的硫酸钡沉淀，由此得出固体中一定不含硫酸钠，碳酸钾与氢氧化钡反应生成碳酸钡和氢氧化钾，反应方程式为K2CO8．（2022九上·义乌月考）有一固体混合物M，已知其中可能含有Ba（OH）2、Na2CO3、Na2SO4、NH4Cl、FeCl3五种物质中的两种或多种。某同学按照下图所示进行实验，出现的现象如图中所述（设过程中所有可能发生的反应都恰好完全进行）。试根据实验过程和现象做出判断，填写以下空白：（1）写出过程②发生反应的化学方程式。（2）原混合物M里，还不能确定的物质是（写化学式），要确定它是否存在，只要把稀硫酸换成即可。（3）农业生产中常用铵态氮肥补充土壤中的氮元素，根据实验步骤①带给你的启示，在使用铵态氮肥时不能与混合使用。【答案】（1）BaCO3+H2SO4=BaSO4↓+H2O+CO2↑（2）Na2SO4；稀硝酸（3）碱性物质【解析】（1）过程②为碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡、水和二氧化碳，方程式为BaCO3+H2SO4=BaSO4↓+H2O+CO2↑；

（2）混合物M加水得无色气体A、白色沉淀B和无色溶液C，氯化铁溶液呈黄色，说明M中一定不含氯化铁，白色沉淀B加适量稀硫酸产生无色气体D和白色沉淀E，氯化铵和氢氧化钡反应可产生氨气，碳酸钡与硫酸反应可产生二氧化碳气体，则M中一定含有氢氧化钡、氯化铵、碳酸钠，而硫酸钠不能确定，要确定它是否存在，需把稀硫酸换成稀硝酸即可；

（3）铵肥与碱性物质发生反应产生氨气降低肥效，所以使铵态氮肥时不能与碱性物质混合使用。9．（2022九上·萧山月考）有一包白色粉末，是(NH4)2SO4、NaCl、BaCl2、Na2CO3、Na2SO4中的一种或几种，为确定白色粉末的成分，进行如下探究：（1）取适量白色末与熟石灰混匀、共热，没有任何异味产生，说明原白色粉末一定不存在（2）另取适量白色粉末加入足量的水，搅拌，得到白色沉淀和无色溶液，可推测原白色粉末中一定含有。（3）取(2)中的白色沉淀，向其中加入过量的稀盐酸，产生大量的气泡，白色沉淀全部消失，说明原白色粉末中一定还含有，一定不含有，写出产生白色沉淀的化学方程式：。（4）取(2)中的无色溶液蒸干，得固体物质，此固体物质的成分可能有种组成情况。【答案】（1）(NH3)2SO4（2）BaCl2（3）Na2CO3；Na2SO4；BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl（4）三【解析】（1）取适量白色粉末与熟石灰混匀、共热，没有任何异味产生，说明原白色粉末一定不存在与熟石灰反应产生氨气的硫酸铵；

（2）另取适量白色粉末加入足量的水，搅拌，得到白色沉淀和无色溶液，所剩物质中氯化钡与碳酸钠和硫酸钠反应都能产生白色沉淀，由此可推测原白色粉末中一定含有氯化钡；

（3）取(2)中的白色沉淀，向其中加入过量的稀盐酸，产生大量的气泡，白色沉淀全部消失，说明沉淀中只有能溶于盐酸的碳酸钡沉淀，不含不溶于酸的硫酸钡沉淀，即原白色粉末中一定还含有碳酸钠，不含硫酸钠，则产生白色沉淀的反应为氯化钡与碳酸钠的反应，方程式为BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl；

（4）过量盐酸蒸发后氯化氢逸出，取(2)中的无色溶液蒸干，得固体物质，此固体物质的成分一定有氯化钠，可能有氯化钡或碳酸钠的一种，则固体成分组成有氯化钠或氯化钠、氯化钡或氯化钠、碳酸钠三种情况。二、金属冶炼10．（2022九上·余姚月考）如图为教材中实验室模拟炼铁的实验改进装置（部分夹持仪器略去）；实验步骤如下：Ⅰ．连接好装置，并检查装置的气密性；Ⅱ．装好药品，先通一会儿CO，再点燃酒精喷灯；Ⅲ．实验结束，先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却：回答下列问题：（1）实验中可看到A处玻璃管里的粉末由红色逐渐变黑，说明Fe2O3转化为Fe，该反应的化学方程式为；（2）步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却的目的是；（3）盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有下列说法：①收集多余的CO②检验并吸收反应生成的CO2上述说法中正确的（）。A．只有① B．只有② C．是①和②【答案】（1）Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2（2）防止生成的铁被空气中的氧气再次被氧化（3）C【解析】（1）一氧化碳在高温条件下与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，反应方程式为Fe2O3+3CO高温2Fe+3CO2；

（2）步骤Ⅲ中先撤去酒精喷灯，继续通CO直至玻璃管冷却，以防止生成的铁被空气中的氧气再次被氧化；

（3）盛满石灰水的B装置在此实验中的作用有检验并吸收二氧化碳，且可通过排出液体的方法收集多余CO，故选C。11．（2022九上·杭州月考）某CuO粉末中混有少量Cu2O，现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的含量，请根据图示内容回答下列问题：（1）X是常见还原性气体CO、H2中的一种，请根据组合装置判断X的化学式为；（2）若缺少装置B，将导致反应后装置的质量有偏差，造成最终测定结果偏（3）E装置的作用是。【答案】（1）H2（2）D；小（3）防止空气中的水蒸气进入D装置，对实验结果产生影响【解析】1）由气体通过氢氧化钠、浓硫酸除杂，然后通过氧化铜粉末反应，再通过干燥剂可知，该实验是利用氢气与金属氧化物反应验证Cu2O的含量。

（2）若缺少装置B，氢气中混有的水蒸气会被D吸收，从而测得生成的水的质量偏大，即样品中氧元素质量偏大，由CuO和Cu2O中铜、氧元素比值可知，导致反应后最终测定结果偏小。

（3）空气中含有水蒸气对实验会产生干扰，E装置是防止空气中的水蒸气进入D装置，对实验结果产生影响。12．（2022九上·义乌期中）工业铁红主要成分是Fe2O3，还含有少量的FeO、Fe3O4。(查阅资料)草酸晶体(H2C2O4•3H2O)在浓硫酸作用下受热分解，化学方程式为：H2C2O4•3H2O→Δ浓硫酸CO2↑+CO↑+4H碱石灰是固体NaOH和CaO的混合物，能吸收水蒸气和二氧化碳。为了测定铁红中铁的质量分数，小组同学进行如下实验。(装置气密性良好，尾气处理装置未画出。)（1）该实验为保证进入E中的气体是纯净、干燥的CO，则B，C，D中的试剂依次是(填字母序号)a.浓硫酸b.澄清的石灰水c.氢氧化钠溶液（2）对E装置加热后，要继续通入过量的CO，除了可以防止空气中的氧气再次将铁氧化，其它作用是：（3）称取铁红样品10.0g，用上述装置进行实验，测定铁红中铁的质量分数。若实验前后称得F装置增重8.8g，则此铁红中铁的质量分数是（4）如果缺少G装置(不考虑其他因素)，则测得样品中铁的质量分数会(选填“偏小”“不变”“偏大”)【答案】（1）cba（2）驱赶装置滞留的二氧化碳，保证被碱石灰完全吸收（3）68%（4）偏小【解析】（1）该实验为保证进入E中的气体是纯净、干燥的CO，需先除去二氧化碳，然后验证二氧化碳是否除尽，再进行干燥，B，C，D中的试剂依次是氢氧化钠溶液（除二氧化碳）、澄清石灰水（验证二氧化碳是否除尽）、浓硫酸（除水蒸气）。

（2）对E装置加热后，要继续通入过量的CO，除了可以防止空气中的氧气再次将铁氧化，还可驱赶装置滞留的二氧化碳，保证被碱石灰完全吸收；

（3）F装置增重8.8g，即反应生成二氧化碳质量为8.8克，二氧化碳中一半质量的氧元素来自于铁红，则铁红中氧元素质量为8.8g×3244×13．（2022九上·舟山期中）如图所示是氢气和氧化铜反应的实验装置图。请分析回答：（1）实验开始时，合理的操作顺序是（选填“A”或“B”）；A先加热，再通氢气B先通氢气，再加热（2）在实验过程中看到的现象是，同时试管口有水珠出现，说明氢气具有性。（3）铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，为了避免这样的情况出现，在实验结束时要注意的操作是：【答案】（1）B（2）黑色粉末变红色；还原性（3）熄灭酒精灯后，继续通氢气，直至试管冷却至室温【解析】（1）氢气还原氧化铜实验，实验开始时，应先通氢气，排净装置内空气，然后再加热；

（2）氢气与氧化铜反应生成铜和水，观察到黑色粉末变成红色，同时试管口有水珠出现，说明氢气具有还原性；

（3）铜在空气中加热很容易氧化变成氧化铜，为了避免这样的情况出现，需在实验结束时熄灭酒精灯后，继续通氢气，直至试管冷却至室温；14．（2022九上·湖州期中）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。【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+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O，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？【实验验证】取a中的红色固体少于量于试管中，加入稀硫酸溶液，试管中出现(填现象)，证明固体中确实含有Cu2O。【提出问题】木炭还原氧化铜产生的气体时什么？【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（1）加热前要先通一段时间气体，原因是。（2）有两种实验现象都能分别证明产生的气体中含有CO；①且F装置中出现白色沉淀的现象；②E装置中出现的现象。【答案】（1）排净试管中的空气，防止加热时发生爆炸（2）C装置的澄清石灰水不变浑浊；黑色粉末变红【解析】（1）因装置内存在空气，可燃性气体与空气混合加热易发生爆炸，所以加热前需先通一段时间气体，以排净试管中的空气，防止加热时发生爆炸；

（2）CO能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，通过玻璃管中黑色固体变红，得C装置中澄清石灰水不变浑浊，F装置中变浑浊可证明CO存在。15．（2022九上·杭州期中）两千多年前，我们的祖先经过长期实践，摸索出一套火法炼铜工艺，如图所示：（1）其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图甲、乙表示。[提出问题]碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。[设计方案]实验装置如图乙。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通一段时间氮气。方案一：从定性观察角度判断猜想①成立的实验现象是方案二：从定量计算角度判断。取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：反应前的质量反应后的质量A(玻璃管+固体)m1m2B+C(广口瓶+混合液)m3m4（2）若猜想②成立，则理论上(m4－m3)(填“<”“=”或“>”)(m1－m2)。（3）若猜想③成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳的质量m的取值范围是g。（4）火法炼铜技术虽然在当时处于领先地位，但容易产生CO和SO2等污染性气体，西汉时期人们又发现湿法炼铜工艺。请用化学方程式表示湿法炼铜的原理：一般情况来看，金属的冶炼与金属的性质有关，如图是铁、铜、铝三种金属冶炼的先后顺序，则这三种金属的活泼由强到弱是：。【答案】（1）B不变浑浊，D处气体燃烧；A中质量减少，B中质量不增加（2）=（3）0.3~0.6(0.3<m<0.6或0.6>m>0.3)（4）Fe+CuSO4=Cu+FeSO4；Al>Fe>Cu【解析】（1）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳能燃烧但不能与石灰水反应，从定性观察角度判断猜想①成立的实验现象是B不变浑浊，D处气体燃烧；从定量计算角度判断，A中减少质量为碳和氧元素质量，若生成一氧化碳，则A中质量减少，B中质量不增加；

（2）若猜想②成立，即A中减少质量为B、C中增加质量，则理论上(m4－m3)＝(m1－m2)。

（3）4g氧化铜中氧元素质量为4g×1680=0.8g，0.8克氧元素全部生成一氧化碳，则碳元素质量为0.8g÷1628×16．（2022九上·杭州期中）为探究碳还原氧化铜的最佳质量比，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1~2.5g进行系列实验。【查阅资料】①氧化铜（CuO）为黑色固体②碳还原与规划图得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu【进行实验】取一点量混合物，用如图所示装置进行多次实验，获得如下数据与想象。序号木炭粉与氧化铜的质量比反应后物质的颜色、状态11：9红色固体有金属光泽混有少量黑色物质21：10混有很少量黑色物质31：11混有极少量黑色物质41：12无黑色物质51：13混有较多黑色物质（1）实验中，证明产生了CO2的依据是（2）第4次实验反应后说明了，为了检验红色固体是否含Cu2O所需试剂的化学式是。（3）该实验的结论是。【答案】（1）澄清石灰水变浑浊（2）木炭与氧化铜完全反应；H2SO4（3）木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1：12【解析】（1）通过澄清石灰水变浑浊可证明二氧化碳的产生；

（2）第4次实验反应后无黑色物质说明了木炭与氧化铜完全反应，氧化亚铜为能与稀硫酸反应生成铜、水和硫酸铜，铜不与硫酸反应，所以要验证红色固体中是否含Cu2O所需试剂是稀硫酸；

（3）由该实验目的及所给实验数据可知，木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1：12。17．（2022·西湖模拟）小乐查阅资料发现：氢气还原氧化铜的一些实验中，得到的固体产物是铜和氧化亚铜（Cu2O）组成的混合物。于是她对反应产物的变化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0.6000g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。（1）实验装置中通入氢气的导管末端应位于试管（选填“①”“②”或“③”）处；在加热氧化铜前，需要先通一段时间的氢气，其目的是。（2）在相同条件下分别用氢气还原不同时间（t），检测所得固体中氧化亚铜的质量（m），结果如图乙所示。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。（3）小乐对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：经历2CuO+H2Δ__Cu2O+H2O，H2+Cu2O=2Cu+H2O两个反应，且在同一条件下两个反应同时进行。试根据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【答案】（1）①；除去试管内的空气，防止加热时发生爆炸（2）加热条件下通入氢气足够长时间（合理即可）（3）如果分步进行，氧化亚铜最大质量应该是0.5400g，而不是0.3218g（合理即可）。【解析】（1）氢气与金属氧化物反应时，为使药品充分接触，导管应伸入到接近试管底部，即①处，加热氢气和空气的混合气体易发生爆炸，在加热氧化铜前，需要先通一段时间的氢气，以除去试管内的空气，防止加热时发生爆炸；

（2）由图示可知，通入氢气前5分钟生成氧化亚铜质量随时间的增加而增加，大于5分钟后则减小，所以要确保反应所得固体中氧化亚铜尽可能少，可在加热条件下通入氢气足够长时间；

（3）若分步进行，设0.6000g氧化铜生成氧化亚铜质量为x

2CuO+H2Δ__Cu2O+H2O

160144

0.6000gx

160：144=0.6000g：x18．（2022·舟山模拟）某兴趣小组在做完碳还原氧化铜实验后，进行了如图所示的探究：（猜想）把氧化铜还原成铜的物质是：猜想Ⅰ、石墨棒；猜想Ⅱ、。⑴（实验）用天平称量1.5g氧化铜粉末，直接用铝箔纸包裹。按上述操作步骤实验，黑色粉末，那么猜想Ⅱ不成立。⑵（结论）石墨棒能使氧化铜还原成铜。⑶（改进）把石墨棒换成铝粉，重复上述操作，又获成功。改进后的实验证明，铝粉能还原氧化铜，并生成氧化铝。其反应的化学方程式是。⑷（拓展）如果使用复印机的“碳粉”代替石墨棒还原氧化铜，效果更好。说明物质间反应的难易和剧烈程度与有关。【答案】铝箔；（实验）没有变红；3CuO+2AlΔ__3Cu+Al2O【解析】（猜想）由所给物质可推辞，把氧化铜还原成铜的物质可能是石墨棒或铝箔。

（1）猜想Ⅱ不成立，即铝不能使氧化铜还原成铜，则用天平称量1.5g氧化铜粉末，直接用铝箔纸包裹。按上述操作步骤实验，黑色粉末不会变红；

（3）铝粉还原氧化铜，生成氧化铝和铜，反应方程式为3CuO+2AlΔ__3Cu+Al2O3；19．（2022·义乌模拟）在科学实验操作技能大赛中，小华同学用所学的科学知识迅速搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置(铁矿石的主要成分为Fe2O3)。（1）为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装盛放(选填“碱石灰”或“氢氧化钠溶液”)的装置；（2）装置调整好以后，按照规范步骤进行实验，当观察到D装置出现：铁矿石颜色发生变化或时，证明铁矿石一定有部分被还原了。（3）实验结束时，在拆卸装置前得进行以下操作：先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸。目的是。（4）从提高能源利用率的角度出发，对E装置中排出的尾气应如何处理?。【答案】（1）碱石灰（2）质量减少（3）防止液体倒吸（4）收集起来或利用导管引入C或D的火焰处等【解析】（1）为确保制得较纯净的CO，还需在C、D间加装吸收二氧化碳的装置，应盛放碱石灰；

（2）CO与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，铁矿石颜色发生变化且质量减少，证明铁矿石一定被还原了；

（3）加热装置停止加热时要防止发生倒吸现象，所以该实验中先熄灭C、D中的酒精喷灯，待装置冷却后再停止滴加稀盐酸；

（4）从提高能源利用率的角度出发，对E装置中排出的尾气可收集起来或利用导管引入C或D的火焰处。三、气体混合物的识别20．（2023九下·义乌开学考）水煤气是一种工业上常用的气体燃料，一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得，含有少量的CO2和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究。【查阅资料】⑴白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色；⑵Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，与过量盐酸反应时生成NaCl，H2O，CO2【实验假设】①可燃气只是CO②可燃气体只是H2③可燃气体是CO和H2的混合气。【实验过程】实验小组按以下流程进行实验（水煤气中CO2，H2O已被充分吸收）；（1）实验中，发现黑色氧化铜变红，且无水硫酸铜变蓝色，还观察到澄清石灰水变浑浊，则上述假设成立。（2）【实验拓展】实验后，甲同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入几滴稀盐酸，若没有气体产生，则溶液中还有NaOH剩余，但乙同学认为甲同学的设计是错误的，理由是。（3）丙同学通过本次实验，结合查阅的资料发现，不用任何其它试剂，只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液。正确的鉴别方案及结论是。【答案】（1）③（2）如果氢氧化钠被完全消耗，生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，也没有气体产生（3）把两种溶液分别加入两支试管中，用胶头滴管吸取其中的一种溶液，向另一只试管中滴加，如果开始时没有气泡产生，滴加一会儿后产生气泡，说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸，另一种是碳酸钠溶液【解析】（1）实验中，发现黑色氧化铜变红，且无水硫酸铜变蓝色，还观察到澄清石灰水变浑浊，说明气体中既有一氧化碳又有氢气，则上述假设③成立；

（2）如果氢氧化钠被完全消耗，生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，也没有气体产生，所以加少量盐酸无气泡产生不能证明氢氧化钠剩余；

（3）由该实验可知，Na2CO3与少量盐酸反应不会产生气泡，盐酸过量时才会有气泡，所以鉴别碳酸钠和盐酸，可把两种溶液分别加入两支试管中，用胶头滴管吸取其中的一种溶液，向另一只试管中滴加，如果开始时没有气泡产生，滴加一会儿后产生气泡，说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸，另一种是碳酸钠溶液。21．（2022九上·浦江期中）已知某气体可能是氢气或一氧化碳气体，或者是氢气和一氧化碳的混合物。为验证该气体的成分，小科设计了下图所示的实验，实验中小科观察到玻璃管中黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊的现象。请回答下列问题：（1）实验开始时，应先打开（选填“a”或“b”）通气体；（2）根据装置中出现的实验现象，还无法确定气体的成分，还需要添加一组实验装置，请你写出该装置的位置和所需的药品。（3）小科实验中若要对尾气中的可燃性气体进行回收再利用，C处酒精灯可换下列装置最为合理。【答案】（1）a（2）①位置放在AB之间，药品用无水硫酸铜（或浓硫酸）；（3）c【解析】（1）可燃性气体与空气混合加热易发生爆炸，为排除装置内空气防止发生爆炸，实验开始时，应先打开a夹通气体，排除装置内空气；

（2）该装置现象无法证明气体中是否含氢气，可通过氢气与氧化铜反应生成水，由生成物水的验证来证明氢气，故需在AB之间，放验证水的装置，药品用无水硫酸铜或浓硫酸；

（3）C处酒精灯是处理尾气防止CO污染空气，也可收集尾气防止污染，因气体的密度小于水的密度，收集尾气时需长导管排水，因尾气中也有二氧化碳，所以可利用排氢氧化钠溶液的方法，用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳且收集一氧化碳，为使药品充分接触，导气管需长导管进，故选C装置。22．（2022·杭州期中）有一瓶气体，可能由O2、CO、CO2中的一种或几种组成为确定其组成，在老师的指导下，实验小组对该瓶气体进行了如下探究：【查阅资料】脱氧剂（还原铁粉能够吸收氧气和水蒸气）。【实验设计】用如图所示的装置进行实验（已略去夹持装置）【实验步骤】①检查装置气密性；②通入一定量氮气；③通入该气体，点燃酒精灯。【实验现象】步骤③实验过程中，A装置无现象，B和F装置出现白色沉淀，E装置中出现光亮的红色物质。（1）【实验结论】该气体由组成。（2）【实验反思】C装置的作用是（3）步骤②通入一定量氮气的目的是（4）E装置中氧化铜粉末发生反应的化学方程式为【答案】（1）CO和CO2（2）除去CO2气体（3）排尽装置内的空气（4）CO+CuO=ΔCu+CO【解析】（1）A装置无现象，说明气体不含氧气，B和F装置出现白色沉淀，可证明气体中含二氧化碳和一氧化碳，E装置中出现光亮的红色物质，证明一氧化碳将氧化铜还原成了铜，由此可知该气体由CO和CO2组成；

（2）因气体中含有二氧化碳，干扰一氧化碳的验证，所以C装置的作用是除去二氧化碳气体；

（3）装置内存在空气，空气中二氧化碳、氧气等干扰实验的验证，所以步骤②通入一定量氮气排尽装置内空气；

（4）E装置中氧化铜粉末与CO反应生成铜和二氧化碳，反应方程式为CO+CuO=ΔCu+CO223．（2022九上·长兴月考）反应物的质量比不同可能会影响生成物的种类，为探究碳和氧化铜反应生成的气体种类，小科设计了如下实验装置和方案(B、C装置中药品足量，且所有反应均充分进行)。[提出问题]碳和氧化铜反应生成的气体是什么？

[作出猜想]猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2。从定性观察角度判断：（1）实验时，若A处黑色粉末变红，则说明碳具有(填写性质)；（2）若观察到(填写现象)，则可排除猜想①。从定量计算角度判断用电子天平测定表格中的四个数据：反应前的质量反应后的质量A(试管+固体)m1m2B+C(广口瓶+溶液)m3m4（3）若猜想③成立，则理论上(m4m3)(m1m2)(选填“<”、“>”或“=”)。【答案】（1）还原性（2）B中澄清的石灰水变浑浊（3）<【解析】（1）若A处黑色粉末变红，证明碳的还原性；

（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，而CO则不能，若观察到B中澄清的石灰水变浑浊可排除猜想①；

（3）A试管中减少质量为碳和氧元素质量和，B和C增重质量为生成二氧化碳质量，若猜想③成立，则A中减少质量应大于B和C增重质量，即理论上(m4m3)<(m1m2)。24．（2022九上·浙江期中）已知某混合气体由H2、CO和CO2、SO2中的几种气体组成。为验证该混合气体成分，科学研究小组的同学经过讨论，设计了如图1所示的实验方案。请回答：【查阅资料】①SO2能使品红溶液褪色；②SO2易与高锰酸钾溶液反应而被吸收，并能使其褪色；③SO2能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊；④CO和CO2均不能使品红溶液褪色，也不与高锰酸钾溶液反应。【实验分析】（1）装置C在实验中的作用是。（2）能证明有CO的现象是。（3）【反思与评价】若装置按照D→A→B→D→E→F→G连接，并观察到以下现象装置DABDEFG现象变浑浊褪色无现象变浑浊变红变蓝变浑浊由现象可以确定一定存在的气体有。（4）小王同学认为需要在G之后再连接一个装置H，则装置H的作用是。【答案】（1）检验并吸收二氧化碳（2）D不变浑浊，G变浑浊（3）SO2和CO2（4）收集尾气（CO），控制气体流速【解析】（1）氢氧化钡与二氧化碳反应可产生碳酸钡沉淀，该实验检验CO需通过CO与氧化铜反应生成二氧化碳的验证实现，所以装置C的作用是检验二氧化碳的存在并除去二氧化碳；

（2）要证明CO的存在需通过与氧化铜反应后有二氧化碳生成完成，所以证明CO存在的现象为D不变浑浊，G变浑浊；

（3）D变浑浊，说明有二氧化碳，A褪色，说明含二氧化硫，B无现象，说明二氧化硫完全吸收，D变浑浊，说明二氧化碳未完全吸收，E变红，F变蓝，G变常温，因装置无除水装置，所以只能说明氢气和CO至少含有一种，所以一定存在的气体有SO2和CO2；

（4）若气体中含有CO，排放到空气中会污染空气，小王同学认为需要在G之后再连接一个装置H，是为了收集尾气，并通过上端水来控制气体流速；25．（2022九上·杭州期中）小乐利用干燥的H2和CO混合气体，以及下图所示装置进行如下实验。实验一：验证H2和CO的还原性（1）装置的正确连接顺序是(按顺序书写字母，且每套装置限用一次)；能证明H2具有还原性的实验现象是。（2）有人质疑使澄清石灰水变浑浊的不一定是CO2，也有可能是CO或H2；因此提出CO和H2在与氧化铜反应前应先通入澄清石灰水加以检验。小乐认为从实验操作角度分析，没有必要补充上述检验，理由是。实验二：定量分析混合气体中H2和CO的质量比小乐在实验前后对B、C装置(硬质玻璃管和内部药品)进行了质量的测定，假设B、C装置中反应完全，则H2和CO的质量比为。装置实验前实验后B100.8g102.6gC65.6g62.4g【答案】（1）CBAD；C中黑色粉末变红，B中白色粉末变蓝（2）在实验开始阶段需要先通一段时间的H2和CO混合气体，此时可观察到A装置中的澄清石灰水不变浑浊，则可排除CO或H2使澄清石灰水变浑浊；1：14【解析】（1）验证氢气和CO的还原性，需通过产物水、二氧化碳的生成来完成，而验证生成物时需先验证水，然后再验证二氧化碳，所以装置连接顺序为CBAD，能证明H2具有还原性的实验现象是C中黑色粉末变红，B中白色粉末变蓝；

（2）因氢气和CO还原氧化铜实验时在加热前需排除装置内空气先通一段时间气体，而在未发生反应时A装置中的澄清石灰水不变浑浊，已经证明了CO和氢气不能使澄清石灰水变浑浊，所以不需要补充实验再次验证排除；

B装置中增重质量即为生成水的质量，而水中氢元素质量即为氢气质量，C装置中减少质量为氧化铜中氧元素质量，氧元素一部分生成了水，一部分与CO反应生成了二氧化碳，且CO中氧元素质量与CO反应的氧化铜中氧元素质量相等，由元素质量守恒可知，氢气质量为1.8g×226．（2022九上·金华月考）某兴趣小组收集到一混合气体，可能含有CO、CO2、C2H6。为确定该气体是否含有这三种气体中的一种或几种，兴趣小组的同学将安全处理后的混合气体，按下图装置进行了实验：(已知：C2H6+7CuO≜7Cu+2CO2+3H2O)（1）装置A的作用是（2）实验过程中观察到，装置A和E中澄清石灰变浑浊，装置B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成红色，装置D变蓝，根据观察装置A、B、C、D、E的现象，该气体样品中一定含有的物质有。（3）【改进创新】小金同学从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉A、B装置，替换E、F装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从c处通一段时间混合气体，再点燃处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。(假设产生的H2O、CO2均被完全吸收)装置序号CDG+H反应前质量（g）abc反应后质量（g）def①实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是；②试验前后C（硬质玻璃管和样品的总质量）、D、G+H的质量如表变化，若（选用表格中的字母，列数学表达式），说明该混合气体中含有CO。【答案】（1）检验混合气体中的CO2（2）CO2、C2H6（3）排尽装置内空气，防止加热时爆炸；验证CO2；（a−d）＜【解析】（1）二氧化碳通入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，所以装置A的作用是检验CO2的存在。

（2）装置A和E中澄清石灰变浑浊，说明混合气体中一定含CO2；有装置B中无明显现象，装置C中黑色粉末变成红色，装置D变蓝，说明气体样品中一定含有C2H6；所以该气体样品中一定含有的物质有CO2、C2H6。

（3）①实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是排尽装置内空气，防止加热时爆炸，检验混合气体是否含有CO2；

②通过题意可知：C装置反应生成水的质量为D装置的增加量，生成二氧化碳的质量为G+F的增加量，由于混合气体用有二氧化碳，所以不能利用G+H的质量变化来确定混合气体中是否有一氧化碳。水是乙烷还原氧化铜的产物，所以可以根据乙烷造成固体质量减少来判断。已知生成水的质量=eb，可设氧化铜被乙烷还原后固体减少的质量为x；

C2H6+7CuO≜7Cu+2CO2+3H2O固体减少质量

                         54       112

                       （eb）     x

11254=x(e−b)，

解得：x=5627（e−b），27．（2022·杭州模拟）某气体