專題07混合物識別金屬冶煉探究-2022-2023中考二輪復(fù)習(xí)培優(yōu)壓軸(浙教版)_第1頁
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文檔簡介

專題07混合物識別、金屬冶煉探究一、固體混合物的識別1.(2022九上·溫州期中)興趣小組對4瓶無色溶液Na2CO3溶液、NaOH溶液、Ca(OH)2溶液、稀鹽酸進(jìn)行鑒別。甲組同學(xué)利用紫色石蕊試液進(jìn)行鑒別。實驗步驟現(xiàn)象與結(jié)論①用4支試管,分別取少量的不同溶液,各滴加紫色石蕊試液。1支試管中出現(xiàn)紅色,則該溶液是⑴;②另用3支試管,分別取少量未確定的溶液,各滴加步驟①檢驗出的溶液。1支試管中有氣泡產(chǎn)生。則此溶液是⑵溶液。③另用2支試管,分別取少量未確定的溶液,⑶。1支試管中有白色沉淀析出,則原溶液是Ca(OH)2溶液。1支試管中無現(xiàn)象,則原溶液是NaOH溶液。乙組同學(xué)不用其他試劑進(jìn)行鑒別。同學(xué)實驗操作現(xiàn)象結(jié)論小敏用3支試管,分別取少量不同的溶液,各滴加剩余的另一種溶液。1支試管中有氣泡產(chǎn)生,其余2支試管中無現(xiàn)象。所滴加的溶液是稀鹽酸。小紅1支試管中有白色沉淀析出,其余2支試管中無現(xiàn)象。所滴加的溶液是Na2CO3溶液。小剛…………乙組同學(xué)經(jīng)過交流后發(fā)現(xiàn),根據(jù)小敏與小紅的實驗現(xiàn)象,(4)的結(jié)論是錯誤的。如果小剛所滴加的是NaOH溶液,則他的實驗現(xiàn)象是(5)?!敬鸢浮肯←}酸;Na2CO3;各滴加Na2CO3溶液;小紅;無明顯的現(xiàn)象出現(xiàn)【解析】①用4支試管,分別取少量的不同溶液,各滴加紫色石蕊試液,因石蕊試液遇酸性溶液呈紅色,1支試管中出現(xiàn)紅色,則該溶液是稀鹽酸。②另用3支試管,分別取少量未確定的溶液,各滴加步驟①檢驗出的溶液,1支試管中有氣泡產(chǎn)生。稀鹽酸與碳酸鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,則此溶液是碳酸鈉溶液。③另兩種溶液為氫氧化鈉和氫氧化鈣溶液,氫氧化鈣與碳酸鈉反應(yīng)能產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,氫氧化鈉則不能與碳酸鈉反應(yīng),另用2支試管,分別取少量未確定的溶液,各滴加Na2CO3溶液——產(chǎn)生白色沉淀的為氫氧化鈉溶液,無現(xiàn)象的為氫氧化鈉溶液。

碳酸鈉向另三種溶液中滴加時,會有一支試管中產(chǎn)生白色沉淀,一支試管中產(chǎn)生氣泡,另一支試管中無現(xiàn)象,而不是2支試管無現(xiàn)象,小紅的結(jié)論是錯誤的,小剛滴加的是氫氧化鈉溶液,則3支試管均無明顯現(xiàn)象出現(xiàn)。2.(2022九上·舟山期中)某碳酸鈉固體樣品中,可能含有硫酸鈉、碳酸鈣、硫酸銅、氯化鈉、氯化鈣中的一種或幾種雜質(zhì),為了確定雜質(zhì)的成分,進(jìn)行以下實驗:第一步:取50g該樣品溶于水得到無色溶液;第二步:再向第一步得到的無色溶液中,先后逐滴加入過量氯化鋇溶液和過量的稀硝酸。產(chǎn)生沉淀的物質(zhì)的質(zhì)量與時間的關(guān)系如圖所示,(1)由第一步實驗可知,原樣品中一定沒有。(2)BC段減少的沉淀是。(3)雜質(zhì)一定含有?!敬鸢浮浚?)碳酸鈣、硫酸銅、氯化鈣(2)碳酸鋇(3)硫酸鈉【解析】(1)第一步:取50g該樣品溶于水得到無色溶液,說明溶液中一定不含難溶的碳酸鈣、溶液呈藍(lán)色的硫酸銅和能與碳酸鈉反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀的氯化鈣;

(2)硫酸鋇不溶于硝酸,碳酸鋇溶于硝酸,BC段沉淀減少是由于碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇沉淀與硝酸發(fā)生反應(yīng)而溶解;

(3)由加入氯化鋇,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鋇,則雜質(zhì)中一定有與氯化鋇反應(yīng)生成硫酸鋇的硫酸鈉。3.(2022九上·杭州期中)有一包白色固體,可能含有Na2SO4、Na2CO3、BaCl2、NaOH中的一種或幾種.取適量樣品溶解于水,有白色沉淀產(chǎn)生;過濾后,向該白色沉淀中滴加鹽酸,現(xiàn)象如圖所示(ABC表示沉淀變化,OBC表示氣體變化).(1)由此推斷原白色固體中一定含有的是.(2)寫出沉淀質(zhì)量減少的化學(xué)方程式:.(3)在C點(diǎn)時,所得溶液中的溶質(zhì)一定有.【答案】(1)BaCl2、Na2SO4、Na2CO3(2)BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑(3)HCl、BaCl2【解析】(1)取適量樣品溶解于水,有白色沉淀產(chǎn)生;過濾后,向該白色沉淀中滴加鹽酸,由圖像可知,沉淀部分溶解,且有氣體產(chǎn)生,說明沉淀既有能溶于酸的碳酸鋇,又有不溶于酸的硫酸鋇,由此可知白色固體中一定有BaCl2、Na2SO4、Na2CO3;

(2)沉淀質(zhì)量減少是由于碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成氯化鋇、水和二氧化碳,反應(yīng)方程式為BaCO3+2HCl=BaCl2+H2O+CO2↑;

(3)在C點(diǎn)時所得溶液中的溶質(zhì)一定有碳酸鋇與鹽酸反應(yīng)生成的氯化鋇,且鹽酸過量,溶液中還含有氯化氫。4.(2022九上·臨海期中)實驗室有一包沒有標(biāo)簽的白色固體粉末,老師告知同學(xué)其可能由氯化鉀、碳酸鉀、氫氧化鉀中的一種或幾種組成。為了檢測該白色粉末的成分,科學(xué)興趣小組取一定量樣品按以下流程進(jìn)行實驗:(1)上述實驗中,“操作Ⅰ”的名稱是。(2)根據(jù)實驗現(xiàn)象,可確定組成白色固體粉末的物質(zhì)有。(3)步驟①中不能用BaCl2溶液代替Ba(NO3)2溶液,其理是?!敬鸢浮浚?)過濾(2)KCl、K2CO3(3)用BaCl2溶液會干擾Cl的檢驗【解析】(1)“操作Ⅰ”是將固體和液體分離的操作,名稱是過濾;

(2)白色固體中加水溶解后再加過量硝酸鋇溶液,得到白色沉淀和無色溶液,則說明一定有與硝酸鋇反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鋇的碳酸鉀,向無色溶液中加足量硝酸銀溶液,得白色沉淀,無色溶液中加酚酞仍呈無色,說明還一定有氯化鉀,一定沒有氫氧化鉀,所以固體粉末的組成為KCl、K2CO3;

(3)用BaCl2溶液會干擾Cl的檢驗,所以步驟①中不能用BaCl2溶液代替Ba(NO3)2溶液;5.(2022九上·杭州期中)有一包固體粉末可能含有NaNO3、CaCO3、NaOH、CuCl2、NaCl、Ca(NO3)2中的一種或幾種,為確定其組成,某同學(xué)設(shè)計了如圖實驗方案:請回答下來問題:(1)沉淀1是(2)生成無色氣體的化學(xué)方程式是。(3)無色溶液A中一定存在的溶質(zhì)的化學(xué)式是(4)這包粉末中可能存在的物質(zhì)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加足量稀硝酸得無色溶液B和無色氣體,說明沉淀1為能與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的碳酸鈣;

(2)生成無色氣體的反應(yīng)是碳酸鈣與硝酸反應(yīng)生成硝酸鈣、水和二氧化碳,化學(xué)方程式為CaCO3+2HNO3=Ca(NO3)2+H2O+CO2↑;

(3)無色溶液A通入二氧化碳產(chǎn)生白色沉淀,二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈉,碳酸鈉與硝酸鈣反應(yīng)可生成碳酸鈣沉淀,無色溶液A加足量稀硝酸和硝酸銀,可產(chǎn)生白色沉淀,說明含有氯離子,氯化銅溶液為藍(lán)色,則A中一定含氯化鈉,由此確定無色溶液A中溶質(zhì)為NaOH、Ca(NO3)2、NaCl;

(4)由所給現(xiàn)象推知固體粉末中一定含CaCO3、NaOH、NaCl、Ca(NO3)2,一定不含CuCl2,可能含NaNO3。6.(2022九上·義烏期中)某科學(xué)探究小組對一包固體粉末中的成分進(jìn)行鑒別,粉末中可能含有CaCO3、NaCl、Na2CO3、K2SO4、FeCl3、KOH、CaCl2中的一種或幾種,實驗操作步驟及現(xiàn)象如圖,試回答:(1)僅由步驟Ⅰ可知,固體粉末中不可能含有的物質(zhì)是(填化學(xué)式)。(2)無色溶液D一定含有的溶質(zhì)是。(3)寫出步驟Ⅳ涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式:(4)結(jié)論:固體粉末中一定含有,可能含有?!敬鸢浮浚?)CaCO3、FeCl3(2)KOH、NaCl、BaCl2(3)2KOH+CO2=K2CO3+H2O;K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl(4)Na2CO3、KOH;NaCl、K2SO4【解析】(1)僅由步驟Ⅰ加足量水得無色溶液,可得出固體粉末中不可能含有難溶于水的碳酸鈣和溶液呈黃色的氯化鐵,碳酸鈉和氯化鈣反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣沉淀,二者不能同時存在;(2)無色溶液中加入氯化鋇溶液,得白色沉淀E,E加足量稀硫酸,得白色沉淀A和無色氣體B,則E中一定有碳酸鋇沉淀,可能有硫酸鋇,無色溶液D通足量二氧化碳得白色沉淀C,因加入氯化鋇過量,則D中一定有氯化鋇,二氧化碳和氫氧化鉀反應(yīng)會產(chǎn)生碳酸鉀,碳酸鉀與氯化鋇反應(yīng)能產(chǎn)生碳酸鋇沉淀,說明D中還一定含有氫氧化鉀,因碳酸鈉與氯化鋇反應(yīng)生成氯化鋇,D中還有生成的氯化鈉;

(3)步驟Ⅳ涉及到二氧化碳與氫氧化鉀的反應(yīng),碳酸鉀和氯化鋇的反應(yīng),化學(xué)反應(yīng)方程式為2KOH+CO2=K2CO3+H2O;K2CO3+BaCl2=BaCO3↓+2KCl;

(4)固體粉末中一定含有碳酸鈉和氫氧化鉀,可能含有氯化鈉和硫酸鉀,一定不含碳酸鈣、氯化鐵、氯化鈣;7.(2022九上·舟山月考)現(xiàn)有一包不純的K2CO3固體,可能含有NaOH、Ba(OH)2、Na2SO4、(1)取適量固體與熟石灰混合研磨,無氨味,則原固體一定不含。(2)另取適量固體加水溶解,過濾得白色固體A和無色濾液B,取固體A,加入過量稀HCl,固體全部溶解,則原固體中一定不含,寫出步驟(2)中生成固體A的化學(xué)方程式。(3)取少量濾液B,滴加足量Ba(NO3【答案】(1)硫酸銨(2)硫酸鈉;K2【解析】(1)銨鹽與熟石灰研磨會反應(yīng)產(chǎn)生氨氣,取適量固體與熟石灰混合研磨,無氨味,則原固體一定不含硫酸銨;

(2)固體加水溶解,得白色沉淀,白色沉淀加稀鹽酸,全部溶解,說明該沉淀是氫氧化鋇與碳酸鉀反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鋇沉淀,一定沒有氫氧化鋇與硫酸鈉反應(yīng)產(chǎn)生的硫酸鋇沉淀,由此得出固體中一定不含硫酸鈉,碳酸鉀與氫氧化鋇反應(yīng)生成碳酸鋇和氫氧化鉀,反應(yīng)方程式為K2CO8.(2022九上·義烏月考)有一固體混合物M,已知其中可能含有Ba(OH)2、Na2CO3、Na2SO4、NH4Cl、FeCl3五種物質(zhì)中的兩種或多種。某同學(xué)按照下圖所示進(jìn)行實驗,出現(xiàn)的現(xiàn)象如圖中所述(設(shè)過程中所有可能發(fā)生的反應(yīng)都恰好完全進(jìn)行)。試根據(jù)實驗過程和現(xiàn)象做出判斷,填寫以下空白:(1)寫出過程②發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式。(2)原混合物M里,還不能確定的物質(zhì)是(寫化學(xué)式),要確定它是否存在,只要把稀硫酸換成即可。(3)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用銨態(tài)氮肥補(bǔ)充土壤中的氮元素,根據(jù)實驗步驟①帶給你的啟示,在使用銨態(tài)氮肥時不能與混合使用?!敬鸢浮浚?)BaCO3+H2SO4=BaSO4↓+H2O+CO2↑(2)Na2SO4;稀硝酸(3)堿性物質(zhì)【解析】(1)過程②為碳酸鋇與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋇、水和二氧化碳,方程式為BaCO3+H2SO4=BaSO4↓+H2O+CO2↑;

(2)混合物M加水得無色氣體A、白色沉淀B和無色溶液C,氯化鐵溶液呈黃色,說明M中一定不含氯化鐵,白色沉淀B加適量稀硫酸產(chǎn)生無色氣體D和白色沉淀E,氯化銨和氫氧化鋇反應(yīng)可產(chǎn)生氨氣,碳酸鋇與硫酸反應(yīng)可產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w,則M中一定含有氫氧化鋇、氯化銨、碳酸鈉,而硫酸鈉不能確定,要確定它是否存在,需把稀硫酸換成稀硝酸即可;

(3)銨肥與堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生氨氣降低肥效,所以使銨態(tài)氮肥時不能與堿性物質(zhì)混合使用。9.(2022九上·蕭山月考)有一包白色粉末,是(NH4)2SO4、NaCl、BaCl2、Na2CO3、Na2SO4中的一種或幾種,為確定白色粉末的成分,進(jìn)行如下探究:(1)取適量白色末與熟石灰混勻、共熱,沒有任何異味產(chǎn)生,說明原白色粉末一定不存在(2)另取適量白色粉末加入足量的水,攪拌,得到白色沉淀和無色溶液,可推測原白色粉末中一定含有。(3)取(2)中的白色沉淀,向其中加入過量的稀鹽酸,產(chǎn)生大量的氣泡,白色沉淀全部消失,說明原白色粉末中一定還含有,一定不含有,寫出產(chǎn)生白色沉淀的化學(xué)方程式:。(4)取(2)中的無色溶液蒸干,得固體物質(zhì),此固體物質(zhì)的成分可能有種組成情況?!敬鸢浮浚?)(NH3)2SO4(2)BaCl2(3)Na2CO3;Na2SO4;BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl(4)三【解析】(1)取適量白色粉末與熟石灰混勻、共熱,沒有任何異味產(chǎn)生,說明原白色粉末一定不存在與熟石灰反應(yīng)產(chǎn)生氨氣的硫酸銨;

(2)另取適量白色粉末加入足量的水,攪拌,得到白色沉淀和無色溶液,所剩物質(zhì)中氯化鋇與碳酸鈉和硫酸鈉反應(yīng)都能產(chǎn)生白色沉淀,由此可推測原白色粉末中一定含有氯化鋇;

(3)取(2)中的白色沉淀,向其中加入過量的稀鹽酸,產(chǎn)生大量的氣泡,白色沉淀全部消失,說明沉淀中只有能溶于鹽酸的碳酸鋇沉淀,不含不溶于酸的硫酸鋇沉淀,即原白色粉末中一定還含有碳酸鈉,不含硫酸鈉,則產(chǎn)生白色沉淀的反應(yīng)為氯化鋇與碳酸鈉的反應(yīng),方程式為BaCl2+Na2CO3=BaCO3↓+2NaCl;

(4)過量鹽酸蒸發(fā)后氯化氫逸出,取(2)中的無色溶液蒸干,得固體物質(zhì),此固體物質(zhì)的成分一定有氯化鈉,可能有氯化鋇或碳酸鈉的一種,則固體成分組成有氯化鈉或氯化鈉、氯化鋇或氯化鈉、碳酸鈉三種情況。二、金屬冶煉10.(2022九上·余姚月考)如圖為教材中實驗室模擬煉鐵的實驗改進(jìn)裝置(部分夾持儀器略去);實驗步驟如下:Ⅰ.連接好裝置,并檢查裝置的氣密性;Ⅱ.裝好藥品,先通一會兒CO,再點(diǎn)燃酒精噴燈;Ⅲ.實驗結(jié)束,先撤去酒精噴燈,繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻:回答下列問題:(1)實驗中可看到A處玻璃管里的粉末由紅色逐漸變黑,說明Fe2O3轉(zhuǎn)化為Fe,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為;(2)步驟Ⅲ中先撤去酒精噴燈,繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻的目的是;(3)盛滿石灰水的B裝置在此實驗中的作用有下列說法:①收集多余的CO②檢驗并吸收反應(yīng)生成的CO2上述說法中正確的()。A.只有① B.只有② C.是①和②【答案】(1)Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2(2)防止生成的鐵被空氣中的氧氣再次被氧化(3)C【解析】(1)一氧化碳在高溫條件下與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,反應(yīng)方程式為Fe2O3+3CO高溫2Fe+3CO2;

(2)步驟Ⅲ中先撤去酒精噴燈,繼續(xù)通CO直至玻璃管冷卻,以防止生成的鐵被空氣中的氧氣再次被氧化;

(3)盛滿石灰水的B裝置在此實驗中的作用有檢驗并吸收二氧化碳,且可通過排出液體的方法收集多余CO,故選C。11.(2022九上·杭州月考)某CuO粉末中混有少量Cu2O,現(xiàn)有一課外活動小組利用下圖所示裝置測定其中Cu2O的含量,請根據(jù)圖示內(nèi)容回答下列問題:(1)X是常見還原性氣體CO、H2中的一種,請根據(jù)組合裝置判斷X的化學(xué)式為;(2)若缺少裝置B,將導(dǎo)致反應(yīng)后裝置的質(zhì)量有偏差,造成最終測定結(jié)果偏(3)E裝置的作用是?!敬鸢浮浚?)H2(2)D;?。?)防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D裝置,對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響【解析】1)由氣體通過氫氧化鈉、濃硫酸除雜,然后通過氧化銅粉末反應(yīng),再通過干燥劑可知,該實驗是利用氫氣與金屬氧化物反應(yīng)驗證Cu2O的含量。

(2)若缺少裝置B,氫氣中混有的水蒸氣會被D吸收,從而測得生成的水的質(zhì)量偏大,即樣品中氧元素質(zhì)量偏大,由CuO和Cu2O中銅、氧元素比值可知,導(dǎo)致反應(yīng)后最終測定結(jié)果偏小。

(3)空氣中含有水蒸氣對實驗會產(chǎn)生干擾,E裝置是防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D裝置,對實驗結(jié)果產(chǎn)生影響。12.(2022九上·義烏期中)工業(yè)鐵紅主要成分是Fe2O3,還含有少量的FeO、Fe3O4。(查閱資料)草酸晶體(H2C2O4?3H2O)在濃硫酸作用下受熱分解,化學(xué)方程式為:H2C2O4?3H2O→Δ濃硫酸CO2↑+CO↑+4H堿石灰是固體NaOH和CaO的混合物,能吸收水蒸氣和二氧化碳。為了測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),小組同學(xué)進(jìn)行如下實驗。(裝置氣密性良好,尾氣處理裝置未畫出。)(1)該實驗為保證進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO,則B,C,D中的試劑依次是(填字母序號)a.濃硫酸b.澄清的石灰水c.氫氧化鈉溶液(2)對E裝置加熱后,要繼續(xù)通入過量的CO,除了可以防止空氣中的氧氣再次將鐵氧化,其它作用是:(3)稱取鐵紅樣品10.0g,用上述裝置進(jìn)行實驗,測定鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。若實驗前后稱得F裝置增重8.8g,則此鐵紅中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是(4)如果缺少G裝置(不考慮其他因素),則測得樣品中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)會(選填“偏小”“不變”“偏大”)【答案】(1)cba(2)驅(qū)趕裝置滯留的二氧化碳,保證被堿石灰完全吸收(3)68%(4)偏小【解析】(1)該實驗為保證進(jìn)入E中的氣體是純凈、干燥的CO,需先除去二氧化碳,然后驗證二氧化碳是否除盡,再進(jìn)行干燥,B,C,D中的試劑依次是氫氧化鈉溶液(除二氧化碳)、澄清石灰水(驗證二氧化碳是否除盡)、濃硫酸(除水蒸氣)。

(2)對E裝置加熱后,要繼續(xù)通入過量的CO,除了可以防止空氣中的氧氣再次將鐵氧化,還可驅(qū)趕裝置滯留的二氧化碳,保證被堿石灰完全吸收;

(3)F裝置增重8.8g,即反應(yīng)生成二氧化碳質(zhì)量為8.8克,二氧化碳中一半質(zhì)量的氧元素來自于鐵紅,則鐵紅中氧元素質(zhì)量為8.8g×3244×13.(2022九上·舟山期中)如圖所示是氫氣和氧化銅反應(yīng)的實驗裝置圖。請分析回答:(1)實驗開始時,合理的操作順序是(選填“A”或“B”);A先加熱,再通氫氣B先通氫氣,再加熱(2)在實驗過程中看到的現(xiàn)象是,同時試管口有水珠出現(xiàn),說明氫氣具有性。(3)銅在空氣中加熱很容易氧化變成氧化銅,為了避免這樣的情況出現(xiàn),在實驗結(jié)束時要注意的操作是:【答案】(1)B(2)黑色粉末變紅色;還原性(3)熄滅酒精燈后,繼續(xù)通氫氣,直至試管冷卻至室溫【解析】(1)氫氣還原氧化銅實驗,實驗開始時,應(yīng)先通氫氣,排凈裝置內(nèi)空氣,然后再加熱;

(2)氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅和水,觀察到黑色粉末變成紅色,同時試管口有水珠出現(xiàn),說明氫氣具有還原性;

(3)銅在空氣中加熱很容易氧化變成氧化銅,為了避免這樣的情況出現(xiàn),需在實驗結(jié)束時熄滅酒精燈后,繼續(xù)通氫氣,直至試管冷卻至室溫;14.(2022九上·湖州期中)某化學(xué)興趣小組的同學(xué)探究木炭還原氧化銅的實驗,實驗裝置如圖。實驗時a中的固體由黑色變紅色,b中的試管內(nèi)產(chǎn)生氣泡和白色沉淀?!静殚嗁Y料】氧化亞銅(Cu2O)是紅色固體,能與稀硫酸發(fā)生如下反應(yīng):Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O,銅離子在溶液中顯藍(lán)色。【提出問題】已知實驗后a中的紅色固體含有單質(zhì)銅,是否還含有氧化亞銅(Cu2O)呢?【實驗驗證】取a中的紅色固體少于量于試管中,加入稀硫酸溶液,試管中出現(xiàn)(填現(xiàn)象),證明固體中確實含有Cu2O?!咎岢鰡栴}】木炭還原氧化銅產(chǎn)生的氣體時什么?【設(shè)計實驗】基于猜想3,根據(jù)CO和CO2的性質(zhì),興趣小組同學(xué)設(shè)計了如下實驗(1)加熱前要先通一段時間氣體,原因是。(2)有兩種實驗現(xiàn)象都能分別證明產(chǎn)生的氣體中含有CO;①且F裝置中出現(xiàn)白色沉淀的現(xiàn)象;②E裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象?!敬鸢浮浚?)排凈試管中的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸(2)C裝置的澄清石灰水不變渾濁;黑色粉末變紅【解析】(1)因裝置內(nèi)存在空氣,可燃性氣體與空氣混合加熱易發(fā)生爆炸,所以加熱前需先通一段時間氣體,以排凈試管中的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸;

(2)CO能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳,通過玻璃管中黑色固體變紅,得C裝置中澄清石灰水不變渾濁,F(xiàn)裝置中變渾濁可證明CO存在。15.(2022九上·杭州期中)兩千多年前,我們的祖先經(jīng)過長期實踐,摸索出一套火法煉銅工藝,如圖所示:(1)其中碳還原氧化銅的原理可以用實驗裝置如圖甲、乙表示。[提出問題]碳燃燒時可能生成CO2也可能生成CO,那么碳與氧化銅反應(yīng)生成的氣體是否也有多種可能?[作出猜想]猜想①:CO;猜想②:CO2;猜想③:CO和CO2。[設(shè)計方案]實驗裝置如圖乙。打開K,緩緩?fù)ㄈ敫稍锏牡獨(dú)庖欢螘r間,關(guān)閉K,點(diǎn)燃酒精噴燈和酒精燈,充分反應(yīng)后,熄滅酒精噴燈和酒精燈,打開K,再通一段時間氮?dú)?。方案一:從定性觀察角度判斷猜想①成立的實驗現(xiàn)象是方案二:從定量計算角度判斷。取一定量炭粉和4g氧化銅的混合物進(jìn)行實驗,并測定表格中的四個數(shù)據(jù):反應(yīng)前的質(zhì)量反應(yīng)后的質(zhì)量A(玻璃管+固體)m1m2B+C(廣口瓶+混合液)m3m4(2)若猜想②成立,則理論上(m4-m3)(填“<”“=”或“>”)(m1-m2)。(3)若猜想③成立且CuO全部轉(zhuǎn)化成Cu,則參加反應(yīng)的碳的質(zhì)量m的取值范圍是g。(4)火法煉銅技術(shù)雖然在當(dāng)時處于領(lǐng)先地位,但容易產(chǎn)生CO和SO2等污染性氣體,西漢時期人們又發(fā)現(xiàn)濕法煉銅工藝。請用化學(xué)方程式表示濕法煉銅的原理:一般情況來看,金屬的冶煉與金屬的性質(zhì)有關(guān),如圖是鐵、銅、鋁三種金屬冶煉的先后順序,則這三種金屬的活潑由強(qiáng)到弱是:?!敬鸢浮浚?)B不變渾濁,D處氣體燃燒;A中質(zhì)量減少,B中質(zhì)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變渾濁,一氧化碳能燃燒但不能與石灰水反應(yīng),從定性觀察角度判斷猜想①成立的實驗現(xiàn)象是B不變渾濁,D處氣體燃燒;從定量計算角度判斷,A中減少質(zhì)量為碳和氧元素質(zhì)量,若生成一氧化碳,則A中質(zhì)量減少,B中質(zhì)量不增加;

(2)若猜想②成立,即A中減少質(zhì)量為B、C中增加質(zhì)量,則理論上(m4-m3)=(m1-m2)。

(3)4g氧化銅中氧元素質(zhì)量為4g×1680=0.8g,0.8克氧元素全部生成一氧化碳,則碳元素質(zhì)量為0.8g÷1628×16.(2022九上·杭州期中)為探究碳還原氧化銅的最佳質(zhì)量比,用木炭粉和氧化銅的干燥混合物1~2.5g進(jìn)行系列實驗?!静殚嗁Y料】①氧化銅(CuO)為黑色固體②碳還原與規(guī)劃圖得到的銅中可能含有少量的氧化亞銅;氧化亞銅為紅色固體,能與稀硫酸反應(yīng):Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu【進(jìn)行實驗】取一點(diǎn)量混合物,用如圖所示裝置進(jìn)行多次實驗,獲得如下數(shù)據(jù)與想象。序號木炭粉與氧化銅的質(zhì)量比反應(yīng)后物質(zhì)的顏色、狀態(tài)11:9紅色固體有金屬光澤混有少量黑色物質(zhì)21:10混有很少量黑色物質(zhì)31:11混有極少量黑色物質(zhì)41:12無黑色物質(zhì)51:13混有較多黑色物質(zhì)(1)實驗中,證明產(chǎn)生了CO2的依據(jù)是(2)第4次實驗反應(yīng)后說明了,為了檢驗紅色固體是否含Cu2O所需試劑的化學(xué)式是。(3)該實驗的結(jié)論是?!敬鸢浮浚?)澄清石灰水變渾濁(2)木炭與氧化銅完全反應(yīng);H2SO4(3)木炭與氧化銅反應(yīng)的最佳質(zhì)量比為1:12【解析】(1)通過澄清石灰水變渾濁可證明二氧化碳的產(chǎn)生;

(2)第4次實驗反應(yīng)后無黑色物質(zhì)說明了木炭與氧化銅完全反應(yīng),氧化亞銅為能與稀硫酸反應(yīng)生成銅、水和硫酸銅,銅不與硫酸反應(yīng),所以要驗證紅色固體中是否含Cu2O所需試劑是稀硫酸;

(3)由該實驗?zāi)康募八o實驗數(shù)據(jù)可知,木炭與氧化銅反應(yīng)的最佳質(zhì)量比為1:12。17.(2022·西湖模擬)小樂查閱資料發(fā)現(xiàn):氫氣還原氧化銅的一些實驗中,得到的固體產(chǎn)物是銅和氧化亞銅(Cu2O)組成的混合物。于是她對反應(yīng)產(chǎn)物的變化情況進(jìn)行了如下探究:利用圖甲所示實驗裝置,稱取若干份質(zhì)量均為0.6000g的氧化銅,在相同條件下分別用氫氣還原不同時間并檢測固體中氧化亞銅的質(zhì)量。(1)實驗裝置中通入氫氣的導(dǎo)管末端應(yīng)位于試管(選填“①”“②”或“③”)處;在加熱氧化銅前,需要先通一段時間的氫氣,其目的是。(2)在相同條件下分別用氫氣還原不同時間(t),檢測所得固體中氧化亞銅的質(zhì)量(m),結(jié)果如圖乙所示。為確保反應(yīng)所得固體中氧化亞銅盡可能少,可采取的措施是。(3)小樂對氫氣還原氧化銅的反應(yīng)過程提出如下假設(shè):經(jīng)歷2CuO+H2Δ__Cu2O+H2O,H2+Cu2O=2Cu+H2O兩個反應(yīng),且在同一條件下兩個反應(yīng)同時進(jìn)行。試根據(jù)圖乙所示的探究結(jié)果計算分析,假設(shè)中“在同一條件下兩個反應(yīng)能同時進(jìn)行”合理的依據(jù)【答案】(1)①;除去試管內(nèi)的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸(2)加熱條件下通入氫氣足夠長時間(合理即可)(3)如果分步進(jìn)行,氧化亞銅最大質(zhì)量應(yīng)該是0.5400g,而不是0.3218g(合理即可)?!窘馕觥浚?)氫氣與金屬氧化物反應(yīng)時,為使藥品充分接觸,導(dǎo)管應(yīng)伸入到接近試管底部,即①處,加熱氫氣和空氣的混合氣體易發(fā)生爆炸,在加熱氧化銅前,需要先通一段時間的氫氣,以除去試管內(nèi)的空氣,防止加熱時發(fā)生爆炸;

(2)由圖示可知,通入氫氣前5分鐘生成氧化亞銅質(zhì)量隨時間的增加而增加,大于5分鐘后則減小,所以要確保反應(yīng)所得固體中氧化亞銅盡可能少,可在加熱條件下通入氫氣足夠長時間;

(3)若分步進(jìn)行,設(shè)0.6000g氧化銅生成氧化亞銅質(zhì)量為x

2CuO+H2Δ__Cu2O+H2O

160144

0.6000gx

160:144=0.6000g:x18.(2022·舟山模擬)某興趣小組在做完碳還原氧化銅實驗后,進(jìn)行了如圖所示的探究:(猜想)把氧化銅還原成銅的物質(zhì)是:猜想Ⅰ、石墨棒;猜想Ⅱ、。⑴(實驗)用天平稱量1.5g氧化銅粉末,直接用鋁箔紙包裹。按上述操作步驟實驗,黑色粉末,那么猜想Ⅱ不成立。⑵(結(jié)論)石墨棒能使氧化銅還原成銅。⑶(改進(jìn))把石墨棒換成鋁粉,重復(fù)上述操作,又獲成功。改進(jìn)后的實驗證明,鋁粉能還原氧化銅,并生成氧化鋁。其反應(yīng)的化學(xué)方程式是。⑷(拓展)如果使用復(fù)印機(jī)的“碳粉”代替石墨棒還原氧化銅,效果更好。說明物質(zhì)間反應(yīng)的難易和劇烈程度與有關(guān)?!敬鸢浮夸X箔;(實驗)沒有變紅;3CuO+2AlΔ__3Cu+Al2O【解析】(猜想)由所給物質(zhì)可推辭,把氧化銅還原成銅的物質(zhì)可能是石墨棒或鋁箔。

(1)猜想Ⅱ不成立,即鋁不能使氧化銅還原成銅,則用天平稱量1.5g氧化銅粉末,直接用鋁箔紙包裹。按上述操作步驟實驗,黑色粉末不會變紅;

(3)鋁粉還原氧化銅,生成氧化鋁和銅,反應(yīng)方程式為3CuO+2AlΔ__3Cu+Al2O3;19.(2022·義烏模擬)在科學(xué)實驗操作技能大賽中,小華同學(xué)用所學(xué)的科學(xué)知識迅速搭建了一套“模擬煉鐵”的冶煉裝置(鐵礦石的主要成分為Fe2O3)。(1)為確保制得較純凈的CO,還需在C、D間加裝盛放(選填“堿石灰”或“氫氧化鈉溶液”)的裝置;(2)裝置調(diào)整好以后,按照規(guī)范步驟進(jìn)行實驗,當(dāng)觀察到D裝置出現(xiàn):鐵礦石顏色發(fā)生變化或時,證明鐵礦石一定有部分被還原了。(3)實驗結(jié)束時,在拆卸裝置前得進(jìn)行以下操作:先熄滅C、D中的酒精噴燈,待裝置冷卻后再停止滴加稀鹽酸。目的是。(4)從提高能源利用率的角度出發(fā),對E裝置中排出的尾氣應(yīng)如何處理??!敬鸢浮浚?)堿石灰(2)質(zhì)量減少(3)防止液體倒吸(4)收集起來或利用導(dǎo)管引入C或D的火焰處等【解析】(1)為確保制得較純凈的CO,還需在C、D間加裝吸收二氧化碳的裝置,應(yīng)盛放堿石灰;

(2)CO與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳,鐵礦石顏色發(fā)生變化且質(zhì)量減少,證明鐵礦石一定被還原了;

(3)加熱裝置停止加熱時要防止發(fā)生倒吸現(xiàn)象,所以該實驗中先熄滅C、D中的酒精噴燈,待裝置冷卻后再停止滴加稀鹽酸;

(4)從提高能源利用率的角度出發(fā),對E裝置中排出的尾氣可收集起來或利用導(dǎo)管引入C或D的火焰處。三、氣體混合物的識別20.(2023九下·義烏開學(xué)考)水煤氣是一種工業(yè)上常用的氣體燃料,一般用焦炭和水蒸氣在高溫下反應(yīng)制得,含有少量的CO2和水蒸氣雜質(zhì)。某化學(xué)興趣小組對水煤氣的主要成分進(jìn)行研究。【查閱資料】⑴白色的無水硫酸銅粉末遇水變成藍(lán)色;⑵Na2CO3與少量鹽酸反應(yīng)生成NaHCO3和NaCl,與過量鹽酸反應(yīng)時生成NaCl,H2O,CO2【實驗假設(shè)】①可燃?xì)庵皇荂O②可燃?xì)怏w只是H2③可燃?xì)怏w是CO和H2的混合氣?!緦嶒炦^程】實驗小組按以下流程進(jìn)行實驗(水煤氣中CO2,H2O已被充分吸收);(1)實驗中,發(fā)現(xiàn)黑色氧化銅變紅,且無水硫酸銅變藍(lán)色,還觀察到澄清石灰水變渾濁,則上述假設(shè)成立。(2)【實驗拓展】實驗后,甲同學(xué)認(rèn)為欲檢驗所用NaOH是否完全消耗,可向溶液中滴入幾滴稀鹽酸,若沒有氣體產(chǎn)生,則溶液中還有NaOH剩余,但乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的設(shè)計是錯誤的,理由是。(3)丙同學(xué)通過本次實驗,結(jié)合查閱的資料發(fā)現(xiàn),不用任何其它試劑,只用試管和膠頭滴管就可以鑒別稀鹽酸和碳酸鈉兩種無色溶液。正確的鑒別方案及結(jié)論是?!敬鸢浮浚?)③(2)如果氫氧化鈉被完全消耗,生成的Na2CO3與少量鹽酸反應(yīng)生成NaHCO3和NaCl,也沒有氣體產(chǎn)生(3)把兩種溶液分別加入兩支試管中,用膠頭滴管吸取其中的一種溶液,向另一只試管中滴加,如果開始時沒有氣泡產(chǎn)生,滴加一會兒后產(chǎn)生氣泡,說明膠頭滴管中的溶液是稀鹽酸,另一種是碳酸鈉溶液【解析】(1)實驗中,發(fā)現(xiàn)黑色氧化銅變紅,且無水硫酸銅變藍(lán)色,還觀察到澄清石灰水變渾濁,說明氣體中既有一氧化碳又有氫氣,則上述假設(shè)③成立;

(2)如果氫氧化鈉被完全消耗,生成的Na2CO3與少量鹽酸反應(yīng)生成NaHCO3和NaCl,也沒有氣體產(chǎn)生,所以加少量鹽酸無氣泡產(chǎn)生不能證明氫氧化鈉剩余;

(3)由該實驗可知,Na2CO3與少量鹽酸反應(yīng)不會產(chǎn)生氣泡,鹽酸過量時才會有氣泡,所以鑒別碳酸鈉和鹽酸,可把兩種溶液分別加入兩支試管中,用膠頭滴管吸取其中的一種溶液,向另一只試管中滴加,如果開始時沒有氣泡產(chǎn)生,滴加一會兒后產(chǎn)生氣泡,說明膠頭滴管中的溶液是稀鹽酸,另一種是碳酸鈉溶液。21.(2022九上·浦江期中)已知某氣體可能是氫氣或一氧化碳?xì)怏w,或者是氫氣和一氧化碳的混合物。為驗證該氣體的成分,小科設(shè)計了下圖所示的實驗,實驗中小科觀察到玻璃管中黑色固體變紅,澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象。請回答下列問題:(1)實驗開始時,應(yīng)先打開(選填“a”或“b”)通氣體;(2)根據(jù)裝置中出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象,還無法確定氣體的成分,還需要添加一組實驗裝置,請你寫出該裝置的位置和所需的藥品。(3)小科實驗中若要對尾氣中的可燃性氣體進(jìn)行回收再利用,C處酒精燈可換下列裝置最為合理?!敬鸢浮浚?)a(2)①位置放在AB之間,藥品用無水硫酸銅(或濃硫酸);(3)c【解析】(1)可燃性氣體與空氣混合加熱易發(fā)生爆炸,為排除裝置內(nèi)空氣防止發(fā)生爆炸,實驗開始時,應(yīng)先打開a夾通氣體,排除裝置內(nèi)空氣;

(2)該裝置現(xiàn)象無法證明氣體中是否含氫氣,可通過氫氣與氧化銅反應(yīng)生成水,由生成物水的驗證來證明氫氣,故需在AB之間,放驗證水的裝置,藥品用無水硫酸銅或濃硫酸;

(3)C處酒精燈是處理尾氣防止CO污染空氣,也可收集尾氣防止污染,因氣體的密度小于水的密度,收集尾氣時需長導(dǎo)管排水,因尾氣中也有二氧化碳,所以可利用排氫氧化鈉溶液的方法,用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳且收集一氧化碳,為使藥品充分接觸,導(dǎo)氣管需長導(dǎo)管進(jìn),故選C裝置。22.(2022·杭州期中)有一瓶氣體,可能由O2、CO、CO2中的一種或幾種組成為確定其組成,在老師的指導(dǎo)下,實驗小組對該瓶氣體進(jìn)行了如下探究:【查閱資料】脫氧劑(還原鐵粉能夠吸收氧氣和水蒸氣)?!緦嶒炘O(shè)計】用如圖所示的裝置進(jìn)行實驗(已略去夾持裝置)【實驗步驟】①檢查裝置氣密性;②通入一定量氮?dú)?;③通入該氣體,點(diǎn)燃酒精燈?!緦嶒灛F(xiàn)象】步驟③實驗過程中,A裝置無現(xiàn)象,B和F裝置出現(xiàn)白色沉淀,E裝置中出現(xiàn)光亮的紅色物質(zhì)。(1)【實驗結(jié)論】該氣體由組成。(2)【實驗反思】C裝置的作用是(3)步驟②通入一定量氮?dú)獾哪康氖牵?)E裝置中氧化銅粉末發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為【答案】(1)CO和CO2(2)除去CO2氣體(3)排盡裝置內(nèi)的空氣(4)CO+CuO=ΔCu+CO【解析】(1)A裝置無現(xiàn)象,說明氣體不含氧氣,B和F裝置出現(xiàn)白色沉淀,可證明氣體中含二氧化碳和一氧化碳,E裝置中出現(xiàn)光亮的紅色物質(zhì),證明一氧化碳將氧化銅還原成了銅,由此可知該氣體由CO和CO2組成;

(2)因氣體中含有二氧化碳,干擾一氧化碳的驗證,所以C裝置的作用是除去二氧化碳?xì)怏w;

(3)裝置內(nèi)存在空氣,空氣中二氧化碳、氧氣等干擾實驗的驗證,所以步驟②通入一定量氮?dú)馀疟M裝置內(nèi)空氣;

(4)E裝置中氧化銅粉末與CO反應(yīng)生成銅和二氧化碳,反應(yīng)方程式為CO+CuO=ΔCu+CO223.(2022九上·長興月考)反應(yīng)物的質(zhì)量比不同可能會影響生成物的種類,為探究碳和氧化銅反應(yīng)生成的氣體種類,小科設(shè)計了如下實驗裝置和方案(B、C裝置中藥品足量,且所有反應(yīng)均充分進(jìn)行)。[提出問題]碳和氧化銅反應(yīng)生成的氣體是什么?

[作出猜想]猜想①:CO;猜想②:CO2;猜想③:CO和CO2。從定性觀察角度判斷:(1)實驗時,若A處黑色粉末變紅,則說明碳具有(填寫性質(zhì));(2)若觀察到(填寫現(xiàn)象),則可排除猜想①。從定量計算角度判斷用電子天平測定表格中的四個數(shù)據(jù):反應(yīng)前的質(zhì)量反應(yīng)后的質(zhì)量A(試管+固體)m1m2B+C(廣口瓶+溶液)m3m4(3)若猜想③成立,則理論上(m4m3)(m1m2)(選填“<”、“>”或“=”)?!敬鸢浮浚?)還原性(2)B中澄清的石灰水變渾濁(3)<【解析】(1)若A處黑色粉末變紅,證明碳的還原性;

(2)二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁,而CO則不能,若觀察到B中澄清的石灰水變渾濁可排除猜想①;

(3)A試管中減少質(zhì)量為碳和氧元素質(zhì)量和,B和C增重質(zhì)量為生成二氧化碳質(zhì)量,若猜想③成立,則A中減少質(zhì)量應(yīng)大于B和C增重質(zhì)量,即理論上(m4m3)<(m1m2)。24.(2022九上·浙江期中)已知某混合氣體由H2、CO和CO2、SO2中的幾種氣體組成。為驗證該混合氣體成分,科學(xué)研究小組的同學(xué)經(jīng)過討論,設(shè)計了如圖1所示的實驗方案。請回答:【查閱資料】①SO2能使品紅溶液褪色;②SO2易與高錳酸鉀溶液反應(yīng)而被吸收,并能使其褪色;③SO2能使氫氧化鋇溶液和澄清石灰水變渾濁;④CO和CO2均不能使品紅溶液褪色,也不與高錳酸鉀溶液反應(yīng)?!緦嶒灧治觥浚?)裝置C在實驗中的作用是。(2)能證明有CO的現(xiàn)象是。(3)【反思與評價】若裝置按照D→A→B→D→E→F→G連接,并觀察到以下現(xiàn)象裝置DABDEFG現(xiàn)象變渾濁褪色無現(xiàn)象變渾濁變紅變藍(lán)變渾濁由現(xiàn)象可以確定一定存在的氣體有。(4)小王同學(xué)認(rèn)為需要在G之后再連接一個裝置H,則裝置H的作用是?!敬鸢浮浚?)檢驗并吸收二氧化碳(2)D不變渾濁,G變渾濁(3)SO2和CO2(4)收集尾氣(CO),控制氣體流速【解析】(1)氫氧化鋇與二氧化碳反應(yīng)可產(chǎn)生碳酸鋇沉淀,該實驗檢驗CO需通過CO與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳的驗證實現(xiàn),所以裝置C的作用是檢驗二氧化碳的存在并除去二氧化碳;

(2)要證明CO的存在需通過與氧化銅反應(yīng)后有二氧化碳生成完成,所以證明CO存在的現(xiàn)象為D不變渾濁,G變渾濁;

(3)D變渾濁,說明有二氧化碳,A褪色,說明含二氧化硫,B無現(xiàn)象,說明二氧化硫完全吸收,D變渾濁,說明二氧化碳未完全吸收,E變紅,F(xiàn)變藍(lán),G變常溫,因裝置無除水裝置,所以只能說明氫氣和CO至少含有一種,所以一定存在的氣體有SO2和CO2;

(4)若氣體中含有CO,排放到空氣中會污染空氣,小王同學(xué)認(rèn)為需要在G之后再連接一個裝置H,是為了收集尾氣,并通過上端水來控制氣體流速;25.(2022九上·杭州期中)小樂利用干燥的H2和CO混合氣體,以及下圖所示裝置進(jìn)行如下實驗。實驗一:驗證H2和CO的還原性(1)裝置的正確連接順序是(按順序書寫字母,且每套裝置限用一次);能證明H2具有還原性的實驗現(xiàn)象是。(2)有人質(zhì)疑使澄清石灰水變渾濁的不一定是CO2,也有可能是CO或H2;因此提出CO和H2在與氧化銅反應(yīng)前應(yīng)先通入澄清石灰水加以檢驗。小樂認(rèn)為從實驗操作角度分析,沒有必要補(bǔ)充上述檢驗,理由是。實驗二:定量分析混合氣體中H2和CO的質(zhì)量比小樂在實驗前后對B、C裝置(硬質(zhì)玻璃管和內(nèi)部藥品)進(jìn)行了質(zhì)量的測定,假設(shè)B、C裝置中反應(yīng)完全,則H2和CO的質(zhì)量比為。裝置實驗前實驗后B100.8g102.6gC65.6g62.4g【答案】(1)CBAD;C中黑色粉末變紅,B中白色粉末變藍(lán)(2)在實驗開始階段需要先通一段時間的H2和CO混合氣體,此時可觀察到A裝置中的澄清石灰水不變渾濁,則可排除CO或H2使澄清石灰水變渾濁;1:14【解析】(1)驗證氫氣和CO的還原性,需通過產(chǎn)物水、二氧化碳的生成來完成,而驗證生成物時需先驗證水,然后再驗證二氧化碳,所以裝置連接順序為CBAD,能證明H2具有還原性的實驗現(xiàn)象是C中黑色粉末變紅,B中白色粉末變藍(lán);

(2)因氫氣和CO還原氧化銅實驗時在加熱前需排除裝置內(nèi)空氣先通一段時間氣體,而在未發(fā)生反應(yīng)時A裝置中的澄清石灰水不變渾濁,已經(jīng)證明了CO和氫氣不能使澄清石灰水變渾濁,所以不需要補(bǔ)充實驗再次驗證排除;

B裝置中增重質(zhì)量即為生成水的質(zhì)量,而水中氫元素質(zhì)量即為氫氣質(zhì)量,C裝置中減少質(zhì)量為氧化銅中氧元素質(zhì)量,氧元素一部分生成了水,一部分與CO反應(yīng)生成了二氧化碳,且CO中氧元素質(zhì)量與CO反應(yīng)的氧化銅中氧元素質(zhì)量相等,由元素質(zhì)量守恒可知,氫氣質(zhì)量為1.8g×226.(2022九上·金華月考)某興趣小組收集到一混合氣體,可能含有CO、CO2、C2H6。為確定該氣體是否含有這三種氣體中的一種或幾種,興趣小組的同學(xué)將安全處理后的混合氣體,按下圖裝置進(jìn)行了實驗:(已知:C2H6+7CuO?7Cu+2CO2+3H2O)(1)裝置A的作用是(2)實驗過程中觀察到,裝置A和E中澄清石灰變渾濁,裝置B中無明顯現(xiàn)象,裝置C中黑色粉末變成紅色,裝置D變藍(lán),根據(jù)觀察裝置A、B、C、D、E的現(xiàn)象,該氣體樣品中一定含有的物質(zhì)有。(3)【改進(jìn)創(chuàng)新】小金同學(xué)從簡約裝置、節(jié)約實驗藥品的角度出發(fā),對圖甲方案進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新,去掉A、B裝置,替換E、F裝置,改用圖乙所示的裝置對該氣體產(chǎn)物的成分進(jìn)行探究。在實驗中,小金先從c處通一段時間混合氣體,再點(diǎn)燃處酒精燈加熱,觀察現(xiàn)象,也實現(xiàn)了氣體產(chǎn)物成分的檢驗。(假設(shè)產(chǎn)生的H2O、CO2均被完全吸收)裝置序號CDG+H反應(yīng)前質(zhì)量(g)abc反應(yīng)后質(zhì)量(g)def①實驗中,小金在加熱前先通一段時間的混合氣體,其目的是;②試驗前后C(硬質(zhì)玻璃管和樣品的總質(zhì)量)、D、G+H的質(zhì)量如表變化,若(選用表格中的字母,列數(shù)學(xué)表達(dá)式),說明該混合氣體中含有CO?!敬鸢浮浚?)檢驗混合氣體中的CO2(2)CO2、C2H6(3)排盡裝置內(nèi)空氣,防止加熱時爆炸;驗證CO2;(a?d)<【解析】(1)二氧化碳通入澄清石灰水,澄清石灰水變渾濁,所以裝置A的作用是檢驗CO2的存在。

(2)裝置A和E中澄清石灰變渾濁,說明混合氣體中一定含CO2;有裝置B中無明顯現(xiàn)象,裝置C中黑色粉末變成紅色,裝置D變藍(lán),說明氣體樣品中一定含有C2H6;所以該氣體樣品中一定含有的物質(zhì)有CO2、C2H6。

(3)①實驗中,小金在加熱前先通一段時間的混合氣體,其目的是排盡裝置內(nèi)空氣,防止加熱時爆炸,檢驗混合氣體是否含有CO2;

②通過題意可知:C裝置反應(yīng)生成水的質(zhì)量為D裝置的增加量,生成二氧化碳的質(zhì)量為G+F的增加量,由于混合氣體用有二氧化碳,所以不能利用G+H的質(zhì)量變化來確定混合氣體中是否有一氧化碳。水是乙烷還原氧化銅的產(chǎn)物,所以可以根據(jù)乙烷造成固體質(zhì)量減少來判斷。已知生成水的質(zhì)量=eb,可設(shè)氧化銅被乙烷還原后固體減少的質(zhì)量為x;

C2H6+7CuO?7Cu+2CO2+3H2O固體減少質(zhì)量

?????????????????????????54???????112

???????????????????????(eb)?????x

11254=x(e?b),

解得:x=5627(e?b),27.(2022·杭州模擬)某氣體

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