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专题八、还原金属氧化物实验
一、常考题
1．在氢气还原氧化铜的实验中，观察到的现象是(　　)
A．有红色的铜生成 B．试管口有水生成
C．有铜和水生成 D．黑色固体变成红色，试管口有水珠生成
2．下列变化过程不属于金属冶炼的是（　　）
A．电解氧化铝 B．铁在氧气中燃烧
C．金属氧化物与焦炭在高温下反应 D．高温下CO还原CuO
3． 实验室模拟炼铁的实验装置如图所示．
试回答下列问题：
（1）写出有标号仪器的名称：a　 　 ，b　 　 ．
（2）实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末 　 　 ，试管里的澄淸石灰水 　 　 ．
（3）玻璃管中反应的化学方程式为　　 　 　．
（4）加热氧化铁之前，先通一会儿一氧化碳的作用是______________________________________
　 　 ．
（5）该实验设计装置C的目的是 　 　 ．
4． 如图是某化学课外学习小组设计的探究工业炼铁原理及产物验证的实验，其中A装置的作用是将二氧化碳和炭粉在高温下转化为一氧化碳，看图回答下列问题：
（1）写出装置A玻璃管中发生反应的化学方程式：　　 　 ；
（2）实验过程中，应先点燃　　 　 装置中的酒精喷灯．
（3）要验证B中产生的CO2，还需要在A、B之间增加　　 　 　装置（填“D”或“E”）．
（4）整套装置还有一个明显的不足之处是：　 　 ．
（5）由于铁的氧化物Fe3O4和FeO均为黑色，B中得到的铁是否含有Fe3O4和FeO，该小组同学设计了下列探究实验．
【提出问题】CO还原Fe2O3得到的铁是否含有Fe3O4和FeO？
【提出猜想】猜想1：Fe； 猜想2：Fe和Fe3O4； 猜想3：Fe和FeO；
猜想4：　 　 　．
【查阅资料】①2FeCl3+Fe=3FeCl2，但FeCl3溶液不与Fe3O4、FeO反应
②Fe3O4+8HCl=2FeCl3+FeCl2+4H2O
③含有Fe3+盐溶液遇到KSCN溶液时变成血红色．
【实验探究】限选试剂：CO、盐酸、澄清石灰水、KSCN溶液、FeCl3溶液
实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ．取少量黑色产物加入到装有FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤． 黑色固体部分溶解 猜想2和猜想4都不成立
Ⅱ．取第I步洗涤后所得固体加入到装有足量 　 　 的试管中，充分反应后，再滴加少量KSCN溶液． 黑色固体全部溶解，溶液不变为血红色
Ⅲ．另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量澄清石灰水的容器中． 澄清石灰水变浑浊 猜想　 　 成立二氧化碳的化学性质
5．如图，甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验，下列有关说法正确的是（　　）
A．甲实验试管口向下倾斜可防止氢气逸出
B．乙实验只能通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生
C．甲、乙两实验中，都应先通入气体，再用酒精灯加热试管、玻璃管，以防止发生爆炸
D．甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态的铜，都发生了置换反应
6．铁矿石冶炼成铁的主要反应原理是在高温条件下，用还原剂（主要是一氧化碳）从铁矿石里把铁还原出来，反应方程式为3CO+Fe2O3 2Fe+3CO2，如图是实验室模拟工业炼铁的实验装置图，下列说法不正确的是（　　）
A．实验时，先点燃酒精喷灯，再通入CO气体
B．B处发生的化学反应说明CO具有还原性
C．该实验可以观察到C处澄清石灰水变浑浊
D．该实验缺少尾气处理装置，会污染空气
7．为测定某赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数，现称取10g赤铁矿样品进行了如图所示实验。
装置 反应前 反应后
A 10克 7.6克
B 50克 56.6克
已知赤铁矿主要成分Fe2O3，其它成分不参加反应。
（1）加热前，通入一段时间CO的目的是　 　；
（2）充分反应后，A、B装置前后质量如表所示。请选用合适的数据计算该赤铁矿样品
中Fe2O3的质量分数。
（3）如果利用B装置的数据测得Fe2O3的质量分数偏小，原因是　 　（填写序号）。
①实验前装置中有空气 ②装置B中部分水被尾气带出 ③反应后未继续通入一会儿CO
8．某气体可能由CO2、CO、H2中的一种或几种组成。小宁利用如图的装置探究其成分。
（1）为探究气体组成，C装置中应加入的试剂是　 　。
（2）实验过程中，氧化铜粉末变成红色，氧化铜发生　 　(填“氧化"或“还原")反应。
（3）经过一段时间后，小宁发现A装置中澄清石灰水变浑浊，E装置中无水硫酸铜变蓝，其余装置无明显变化，则气体组成成分为　 　。
9．Mg与NH4Cl溶液反应，除生成一种盐外，还有气泡产生。为确定气体的成分，收集气体并进行下列实验探究：
【假设与猜想】气体可能是HCl、NH3、H2中的一种或几种。
【查阅资料】
①NH3＋HCl＝NH4Cl
②2NH3＋H2SO4＝ (NH4)2SO4
③2NH3＋3CuO 3Cu＋N2＋3H2O
【实验探究】
（1）将气体通入含有稀硝酸的AgNO3溶液中，无沉淀产生，则该气体中无　 　。
（2）为了探究其他气体是否存在，又设计了如下实验装置：
①A中观察到　 　，证明有NH3；
②浓硫酸的作用是　 　；
③B中观察到黑色粉末变红。
（3）【实验结论】Mg与NH4Cl溶液反应后生成的气体为　 　。
10．微型实验是在微型化的条件下对实验进行重新设计探索，达到用尽可能少的试剂来获得尽可能多的化学信息。如图是 CO 还原 CuO 的微型实验（部分装置已省略）。
已知：HCOOH H2O+CO↑
【实验研究】
操作顺序是科学实验要考虑的重要问题之一，关乎实验安全。本实验进行时要先　 　（选填“挤压眼药水瓶”或“点燃酒精灯”）。
【实验分析】
⑴眼药水瓶的作用相当于　 　（选填“分液漏斗”或“长颈漏斗”）。
⑵能说明 CO 具有还原性的实验现象是　 　。
⑶【反思评价】
有同学建议在甲乙之间加装一个干燥装置，你认为是否合理？请说明理由。　 　。
11．如图为CO还原CuO的“微型”实验装置（夹持仪器省略），下列说法错误的是（　　）
已知：HCOOH（甲酸） H2O+CO↑
A．反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊
B．该反应中氧化铜被还原了，还原剂是CO
C．实验时点燃酒精灯后再将甲酸滴入热浓硫酸中
D．该实验中涉及的基本反应类型只有分解反应
12．化学小组同学在课外读物中看到：“加热时，过氧化钠(Na2O2)能与木炭发生化学反应”。他们决定探究Na2O2与木炭反应的产物。
【猜想与假设】木炭与Na2O2反应可能生成4种物质：CO、CO2、Na2O和Na2CO3。
【查阅资料】①氧化钠(Na2O)是白色固体，与H2O反应生成NaOH。
②氯化钯(PdCl2)溶液能检验CO的存在，向溶液中通入CO，产生黑色沉淀。
【进行实验】同学们在老师的指导下设计了如图所示装置(部分夹持仪器已略去)。
实验记录如表：
序号 实验操作 主要实验现象
① 检查装置气密性。向玻璃管中加入过氧化钠和过量木炭粉的混合物。打开弹簧夹a、b，关闭c，从装置左端通一段时间N2 A中无明显变化，B中有大量气泡冒出
② 关闭a，点燃酒精灯 试管中发生剧烈反应，产生火花，B中石灰水无明显现象
③ 打开c，关闭b C中PdCl2溶液没有明显变化
④ 打开a，继续通N2，停止加热，待冷却后停止通N2。取出少量反应后固体于试管中，加入足量稀盐酸，迅速用带导管的橡胶塞塞紧试管口，导管另一端通入石灰水中 有气泡生成，石灰水变浑浊
【解释与结论】
（1）步骤④中若不通入氮气，可能造成的结果是　 　。
（2）检验第 4 种物质存在的实验方案及现象：取出少量反应后固体于试管中，加入足量水充分溶解，再加入足量的　 　，过滤，向滤液中滴加几滴无色酚酞试液，溶液变红。
（3）Na2O2 与木炭反应的化学方程式为 　 　。
13．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 ____________________
　 　。
14．科学兴趣小组为了探究水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体的成分，在老师的指导下设计了如下图所示的装置，并进行了实验（A、F内装有无水硫酸铜粉末，B、G内盛有澄清石灰水、D内盛有足量的浓硫酸，部分夹持仪器已略去）。请回答：
（1）上图装置C中盛有足量的　 　溶液；
（2）通过实验证明原混合气体中有二氧化碳存在，依据的实验现象是　 　；
（3）若观察到装置A、F中的白色粉末均变蓝色，则原混合气体中一定存在　 　；
（4）G装置在该实验中的作用有多个，请写出：　____________________________________ __________________ 　。
15．硫燃烧产生的二氧化硫气体会造成空气污染。为避免二氧化硫污染空气，某教师对教材中“硫在空气和氧气中燃烧”的实验进行了改进与创新，设计了如图甲所示的实验装置：
【实验原理】
① B装置是燃烧匙固定在带有A导管的单塞上，硬质玻璃管透光性好，不影响实验现象的观察；
② C装置的广口瓶中盛放氢氧化钠溶液可吸收二氧化硫气体，避免污染；
③ 打开D装置中的阀门，气体就会从左向右依次进入装置。
【实验过程】
步骤一：将硫粉放在燃烧匙上，在空气中点燃后，迅速伸入硬质玻璃管内（如图B装置），打开阀门，观察硫在空气中燃烧的现象；
步骤二：将导管a伸入盛有氧气的集气瓶中（如图A装置），观察硫在氧气中燃烧的现象。
【交流讨论】
（1）硫在空气中燃烧并发出　 　 火焰，生成的SO2气体被氢氧化钠溶液吸收的反应原理是　 　 （用化学方程式表示）；
（2）气流能从左向右作定向流动的原因是　 　 ；
（3）【拓展应用】
小丽同学认为，运用该装置设计原理，还能进行其它有毒气体的实验，同样能达到避免污染的目的。于是设计了图乙实验装置，用以完成“CO
还原氧化铜”实验。
图乙D装置在实验中除了形成气体定向流动外，还有的用途是　 　 ；
（4）实验时，小芳同学先打开止水夹K1和阀门，过一会儿再点燃酒精灯，她这样操作的目的是　 　 。
16．小明在登山的过程中发现山上的岩石是红色的，他根据所学知识猜测岩石中可能含有氧化铁，为了验证猜想并测定其含量，小明进行了以下探究：
【查阅资料】
一定温度下，CH4可将 Fe2O3 还原为单质铁。若温度控制不当，还可生成少量的 Fe3O4。
【实验探究】
小明利用 A 装置进行实验。在点燃酒精喷灯之前先通入一段时间 CH4，目的是_________
　 ____________________________________________ 　。
（2）小明将 A 装置中得到的固体经过水洗、过滤、干燥处理后，再通过 B 装置进行实验观察到仪器 a 中的现象为　 　，从而得出了岩石中含有氧化铁的结论。
（3）计算岩石中氧化铁的质量分数，需要测量的量有______________________________________
　 　。若 B 装置的固体含有一定量的 Fe3O4，则会导致测得的岩石中氧化铁的质量分数比实际含量　 　(填“偏高”、“偏低”或“不变”)，
17．某铁锈成分为Fe2O3 xH2O和FeCO3。为确定其组成，兴趣小组称取此铁锈样品25.4g，在科研人员的指导下用如图装置进行实验。
【查阅资料】 ①Fe2O3 xH2O失去结晶水的温度为110℃，FeCO3在282℃分解为FeO和CO2 。
②温度高于500℃时铁的氧化物才能被CO还原。
①装配好实验装置后，首先要　 　。
②装置A中的反应为：H2C2O4（草酸） CO↑+CO2↑+H2O。通过B、C装置可得到干燥、纯净的CO气体，洗气瓶B中应盛放　 　（选填序号）。
a．浓硫酸 b．澄清的石灰水 c．氢氧化钠溶液
③现控制D装置中的温度为300℃对铁锈进行热分解，直至D装置中剩余固体质量不再变化为止，冷却后装置E增重3.6g，装置F增重2.2g。则样品中FeCO3的质量m（FeCO3）=　 　g，x=　 　。
18．为测定含杂质（杂质不参加反应）的氧化铜样品中氧化铜的质量分数。小柯同学取了10克氧化铜样品利用下图所示装置进行了实验，并分别称量了部分装置反应前后的质量情况，得到下表中的两组数据：
　 反应前 完全反应后
A组 玻璃管和固体物质的质量共42.5克 玻璃管和固体物质的质量共40.9克
B组 U形管和其中物质的质量共180.0克 U形管和其中物质的质量共182.3克
请回答下列问题：
（1）小柯分析后决定用A组数据进行计算，且得出A组中玻璃管和固体物质反应前后减少的质量是　 　元素的质量，并计算得出样品中氧化铜的质量为　 　；
（2）小柯不选择“B组”实验数据来计算样品中的氧化铜的质量分数，原因是____________________
　 　；
（3）若要使两组数据计算得到的结果一样，应将图中装有　 　(写试剂名称)的E装置连接在图中A和B装置之间。
19．如图是某科学老师设计的一氧化碳还原氧化铁的实验装置。
在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁，这是因为_____________________
　 　。
（2）反应结束后停止加热，继续通CO，此时B装置的作用是　 　。
二、中考真题
20．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_______________________
　 　。
小乐对氢气还原氧化铜的反应过程提出如下假设：经历2CuO+H2 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________________________________
　 　。
21．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，并将注射器针头扎200m注射器入橡皮塞中，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。
22．除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。
（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。
将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有　 　(填序号)；
①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质
②B装置中的固体由白色变蓝色
③C装置中溶液变浑浊
（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。
气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。
①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有　 　；
②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由　 　。
（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。
将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为　 　。
答案解析部分
1．【答案】D
在氢气还原氧化铜的实验中 ，可观察到黑色氧化铜逐渐变成红色，且有水珠生成；
故选D。
2．【答案】B
A、电解氧化铝：2Al2O34Al+3O2↑；
B、铁在氧气中生成四氧化三铁，不符合金属冶炼的原理；
C、焦炭具有还原性，可以在高温条件下，把金属从金属氧化物中还原出来；
D、高温下CO夺走CuO中的O，生成Cu；
故选：B．
3．【答案】（1）铁架台；导管
（2）玻璃管中的粉末由红色逐渐变黑；试管里的澄淸石灰水变浑浊
（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
（4）排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸
（5）燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气
（1）仪器a是铁架台；仪器b是导管；
（2）一氧化碳具有还原性，能与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，实验中看到的实验现象为：玻璃管中的粉末由红色逐渐变黑，试管里的澄淸石灰水变浑浊；
（3）一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，写出反应的化学方程式为：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；
（4）CO具有可燃性，与玻璃管中的空气混合受热会发生爆炸，因此应先通CO排尽玻璃管中的空气，然后再点燃加热氧化铁的酒精灯；
（5）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，该实验设计装置C的目的是燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气．
故答案为：（1）铁架台；导管；（2）由红色逐渐变黑；变浑浊；（3）Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；（4）排尽玻璃管中的空气，防止发生爆炸；（5）燃烧未反应的一氧化碳，防止污染空气．
4．【答案】（1）CO2+C2CO
（2）A
（3）E
（4）缺少尾气处理装置
（5）Fe、Fe3O4、FeO；FeCl3溶液；3
（1）二氧化碳和碳在高温下生成一氧化碳，化学方程式为CO2+C2CO；故填CO2+C2CO；
（2）要先向装置B中通入一氧化碳，排净其中的空气，以免加热时发生爆炸；故填：A；
（3）为了避免通入的二氧化碳对后面实验现象的影响，所以事先应将从A中排出的二氧化碳完全吸收，氯化钠与二氧化碳不反应，浓的氢氧化钠溶液与二氧化碳反应生成碳酸钠和水；故填：E；
（4）一氧化碳有毒，会污染空气，所以应该将其燃烧，转化为二氧化碳．故填：缺少尾气处理装置；
（5）猜想1：Fe；猜想2：Fe和Fe3O4；猜想3：Fe和FeO；猜想4：Fe、Fe3O4、FeO；故填：Fe、Fe3O4、FeO；
【实验探究】如下表所示：
实验操作 实验现象 实验结论
Ⅰ．取少量黑色产物加入到装有足量FeCl3溶液的烧杯中，充分反应后过滤，对过滤所得固体用蒸馏水洗涤． 黑色固体部分溶解 猜想2和4都不成立
Ⅱ．取少量黑色产物加入到装有足量稀盐酸的烧杯中，充分反应后，向溶液中滴加KSCN溶液 黑色固体全部溶解，溶液不变红色
Ⅲ．另取少量黑色产物装入玻璃管中，通入CO，一段时间后加热，并将反应后的气体通入装有一定量的澄清石灰水的烧杯中． 澄清石灰水变浑浊 猜想1不成立 猜想3成立
故答案为：FeCl3溶液；3．
5．【答案】C
A.甲实验试管口向下倾斜可防止反应生成的水流入试管底部，从而造成试管炸裂，故A错误；
B.乙实验中，黑色的氧化铜慢慢变成红色的铜单质，且生成的二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，这些都能说明反应已经发生，故B错误；
C.甲、乙两实验中，都应先通入气体，从而排出装置内的空气，再用酒精灯加热试管、玻璃管，以防止发生爆炸，故C正确；
D.甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成单质状态的铜，但是前者为置换反应，后者不是置换反应，故D错误。
故选C。
6．【答案】A
A.一氧化碳具有可燃性，一旦与空气混合可能会发生爆炸，因此在点燃酒精灯之前要先通入一氧化碳，将玻璃管中的空气全部排出，故A错误符合题意；
B.通入一氧化碳且点燃酒精灯后，固体的颜色由红棕色变成白色，即氧化铁被还原成铁单质，故B正确不合题意；
C.反应生成的二氧化碳能够使澄清的石灰水变浑浊，故C正确不合题意；
D.一氧化碳具有毒性，会污染空气，故D正确不合题意。
故选A。
7．【答案】（1）排尽装置内空气，以免加热时发生爆炸
（2）法1 解：设10g赤铁矿样品中Fe2O3的质量为x
Fe2O3+3CO 2Fe+ 3CO2
160 　 　 3×44
x 　 　 6.6g
解得
答：赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为80%
法2 解：设已知Fe2O3中氧元素的质量mO=10g-7.6g=2.4g
氧元素在Fe2O3中的质量分数O%=
答：赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为80%
（3）②③
（1）一氧化碳具有可燃性，与空气混合加热易发生爆炸，所以加热前，要先通一段时间CO，排尽装置内空气，以免加热时发生爆炸；
（3）①实验前装置中有空气，则会使测得二氧化碳质量偏大，使氧化铁质量分数偏大，错误；②装置B中部分水被尾气带出，会使B增重质量（即二氧化碳质量）偏小，使得氧化铁质量分数偏小，正确；③反应后未继续通入一会儿CO，A装置中有二氧化碳残留，会使所得二氧化碳质量偏小，计算氧化铁质量分数偏小，正确；
故答案为：（1）排尽装置内空气，以免加热时发生爆炸 ；（2）80%；（3）②③。
8．【答案】（1）浓硫酸
（2）还原
（3）CO2 H2
（1）为探究气体组成，A装置是验证二氧化碳，B装置除去二氧化碳，因一氧化碳和氢气需通过与氧化铜反应后的产物验证，氢气与氧化铜反应生成铜和水，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，所以要确保通入氧化铜前气体中不含二氧化碳和水，故C中为除去水的装置，药品为浓硫酸；
（2） 实验过程中，氧化铜粉末变成红色，氧化铜失氧发生还原反应；
（3） A装置中澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳，E装置中无水硫酸铜变蓝，说明气体通过D后有水生成，则气体中否定还含有氢气，故气体成分为CO2 H2 。
故答案为：（1）浓硫酸；（2）还原；（3）CO2 H2 。
9．【答案】（1）HCl
（2）溶液变红；干燥气体并除尽NH3
（3）NH3和H2
（1）因氯化氢与硝酸银反应会产生氯化银沉淀，将气体通入含有稀硝酸的AgNO3溶液中，无沉淀产生，则该气体中无HCl；
（2）①氨气的水溶液呈碱性，能使酚酞变红，A中观察到 溶液变红证明有NH3；②浓硫酸具有吸水性，且能与氨气反应，其作用是 干燥气体并除尽NH3；
（3）氢气能使氧化铜还原成金属铜，由实验可知，Mg与NH4Cl溶液反应后生成的气体为NH3和H2 ；
故答案为：（1）HCl； （2）溶液变红；干燥气体并除尽NH3；（3）NH3和H2 。
10．【答案】挤压眼药水瓶；分液漏斗；黑色固体变成红色；不合理，装置甲中的浓硫酸已经对生成气体进行干燥
【实验研究】装置内有空气，一氧化碳与空气混合气体加热易发生爆炸，为了安全，需加热前先挤压眼药水瓶以排除装置内空气。
【实验分析】（1）眼药水瓶可控制加液体的速率，其作用相当于分液漏斗；
（2）能说明CO具有还原性的实验是一氧化碳与氧化铜反应，现象是黑色固体变成红色；
（3）装置甲中的浓硫酸已经对生成气体进行干燥，所以不需要甲乙之间加装一个干燥装置。
故答案为： 挤压眼药水瓶 ；分液漏斗；黑色固体变成红色 ；不合理，装置甲中的浓硫酸已经对生成气体进行干燥 。
11．【答案】C
A、CO与氧化铜反应会生成铜和二氧化碳，反应过程中会观察到澄清石灰水变浑浊，不符合题意；
B、 该反应中氧化铜被还原成了铜，还原剂是CO ，不符合题意；
C、实验时先将甲酸滴入热浓硫酸中，通入CO一段时间后再点燃酒精灯 ，符合题意；
D、 该实验中涉及的基本反应类型只有分解反应 ，不符合题意；
故选C。
12．【答案】（1）C中的液体倒吸至A中，使玻璃管破裂
（2）CaCl2溶液（BaCl2溶液)
（3）2Na2O2+C Na2CO3+Na2O
(1)实验操作④中若不通入N2，由于通知加热，装置内压强减小，可能造成的结果是：C中液体倒吸入A中，使玻璃管炸裂。
(2)碱性的Na2CO3溶液与中性的CaCl2溶液发生复分解反应，以实验方案是：取出少量反应后固体于试管中，加入过量的CaCl2溶液使沉淀完全，静置后向上层清液中滴加酚酞溶液，若溶液变红，则产物中有Na2CO3；
(3)过氧化钠与木炭反应会生成碳酸钠，不产生一氧化碳和二氧化碳，可能生成氧化钠，根据质量守恒定律，反应前后原子个数不变，则该反应一定会生成氧化钠。
故 Na2O2 与木炭反应的化学方程式为2Na2O2+C Na2CO3+Na2O 。
13．【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
（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。
故答案为：（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。
14．【答案】（1）氢氧化钠
（2）装置B内澄清石灰水变浑浊
（3）H2O、H2
（4）①检验原混合气体中是否有CO；②收集尾气/尾气处理； ③先通气体使液面下降至安全线以下再点燃酒精灯，防止爆炸
（1）由所给装置的连接顺序可知，A是验证原气体中水蒸气，B是验证原气体中二氧化碳，E和F结合验证氢气，E和G组成验证一氧化碳，所以为防止干扰CO的验证，需保证通入E前不能含有二氧化碳，则C为除二氧化碳装置，试剂为氢氧化钠溶液；
（2）通过实验证明原混合气体中有二氧化碳存在，是依据装置B内澄清石灰水变浑浊；
（3）若观察到装置A、F中的白色粉末均变蓝色，说明原气体中含有水蒸气，与氧化铜反应生成水，即原混合气体中一定存在水和氢气；
（4）G装置有①检验原混合气体中是否有CO；②收集尾气； ③先通气体使液面下降至安全线以下再点燃酒精灯，防止爆炸等作用；
故答案为：（1）氢氧化钠；（2）装置B内澄清石灰水变浑浊 ；（3） H2O、H2 ；（4）①检验原混合气体中是否有CO；②收集尾气/尾气处理； ③先通气体使液面下降至安全线以下再点燃酒精灯，防止爆炸 。
15．【答案】（1）微弱的淡蓝色；2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O
（2）水位下降，压强减小，形成内外压强差
（3）储存气体（或收集气体）
（4）排尽装置中的空气，防止爆炸
（1）硫在空气中燃烧发出微弱的淡蓝色火焰，生成二氧化硫，二氧化硫与氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水，反应的化学方程式为：2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O。
（2）D装置的阀门打开，水流出后，水位下降，造成压强减小，形成内外压强差，故气流能从左向右作定向流动。
（3）未反应的一氧化碳和反应生成的二氧化碳进入C装置，二氧化碳被氢氧化钙吸收，一氧化碳与氢氧化钙不反应，然后进入D装置，故装置还有储存气体的作用。
（4）因为B中玻璃管内有空气，如果在加热的条件下进入一氧化碳，可能会引起爆炸，故先打开止水夹和阀门，通一会儿一氧化碳把玻璃管内的空气排净，然后点燃酒精灯，目的是排尽装置中的空气，防止爆炸。
故答案为：
（1）微弱的淡蓝色； 2NaOH+SO2=Na2SO3+H2O；
（2）水位下降，压强减小，形成内外压强差；
（3）储存气体（或收集气体)；
（4）排尽装置中的空气，防止爆炸；
16．【答案】（1）排除装置内空气，防止加热时发生爆炸
（2）水面下降
（3）岩石样品的质量和量筒内水的体积（生成氢气体积）；偏低
（1）甲烷具有可燃性，与空气的混合气体点燃会发生爆炸，所以为排除装置内空气，防止加热时发生爆炸， 在点燃酒精喷灯之前先通入一段时间 CH4 ；
（2） 岩石中含有氧化铁，则可被甲烷还原成单质铁，铁与盐酸反应会产生氢气，使得装置内压强增大，所以仪器 a 中的水面会下降；
（3） 计算岩石中氧化铁的质量分数，需要测量的量有岩石样品的质量和量筒内水的体积（或生成氢气体积） ； 若 B 装置的固体含有一定量的 Fe3O4，则铁单质质量会减小，从而收集氢气质量偏小，由此计算岩石中氧化铁的质量分数比实际含量偏低。
故答案为：（1） 排除装置内空气，防止加热时发生爆炸 ；（2）水面下降；（3） 岩石样品的质量和量筒内水的体积（生成氢气体积） ；偏低。
17．【答案】检查装置的气密性；c；5.8；2
①装配好实验装置后，首先要检查装置的气密性；
②装置A中的反应为： H2C2O4（草酸） CO↑+CO2↑+H2O。在有水和二氧化碳的情况下要得到干燥、纯净的一氧化碳，应该先除二氧化碳后除水蒸气，所以洗气瓶B中最好盛放氢氧化钠溶液，因为氢氧化钠的溶解度大于氢氧化钙，这样吸收二氧化碳的能力更强。C装置装有浓硫酸，去除一氧化碳中混有的水蒸气，故选c。
③现控制D装置中的温度为300℃对铁锈进行热分解，所以此时只有Fe2O3 xH2O的失水和FeCO3分解为FeO和CO2直而没有铁的氧化铁和一氧化碳的反应，也可以说此时一氧化碳没有参与反应，则生成的二氧化碳与一氧化碳无关。冷却后装置E增重3.6g，这是Fe2O3 xH2O的失去的水的质量，装置F增重2.2g，是碳酸亚铁分解生成的二氧化碳的质量。
设碳酸亚铁的质量为x
116 44
x 2.2g
；
解得：x=5.8g。
则Fe2O3 xH2O中Fe2O3的质量为：25.4g-5.8g-3.6g=16g；
则Fe2O3 xH2O中Fe2O3和H2O分子个数比为： ，
所以x=2。
18．【答案】（1）氧；8g
（2）A装置中产生的氢气中带有水蒸气
（3）浓H2SO4
(1)A组反应前 ， 玻璃管和固体物质的质量共42.5克，完全反应后 ，玻璃管和固体物质的质量共40.9克，H2+CuOCu+H2O，反应前玻璃管中固体是CuO，反应后固体质量为Cu，故减少的质量为氧元素的质量=m(O)=42.5g-40.9g=1.6g，氧元素来自氧化铜中，而氧化铜中铜和氧的质量比=m(Cu)：m(O)=，m(Cu)=6.4g，故氧化铜就为铜和氧元素质量之和8g；
(2)B组 中是通过反应产生的水的质量被C装置吸收增加的质量来求解，而A、B之间没有干燥装置，C装置吸收水的质量有可能来自A装置中，导致测得水的质量偏大；
(3) 由于C装置中水的质量不仅仅是反应产生的还有可能是A装置中氢气带去的水蒸气，故在A、B之间增加干燥装置即可，例如浓硫酸。
故答案为： (1)氧 ， 8g ； (2)A装置中产生的氢气中带有水蒸气 ； (3)浓H2SO4 。
19．【答案】（1）CO和空气混合，加热可能会发生爆炸
（2）收集CO，防止污染空气
（1）因 CO和空气混合，加热可能会发生爆炸 ，所以一氧化碳还原氧化铁实验要先通入CO，然后再加热，所以 在B装置的液面下降到安全线之前，不能加热氧化铁 ；
（2）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，B装置可收集一氧化碳，防止污染空气；
故答案为：（1） CO和空气混合，加热可能会发生爆炸 ；（2） 收集CO，防止污染空气 。
20．【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）。
（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+H2 Cu2O+H2O
160 144
0.6000g x
160：144=0.6000g：x
x=054g，而由图像可知，生成氧化亚铜最大质量为0.3218g，说明在同一条件下两个反应同时进行。
故答案为：（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；（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）。
21．【答案】（1）通入氢气
（2）收集尾气(或防止空气中的水蒸气进入)
（3）U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝
（4）0.8a
（1）氢气与空气混合气体受热易发生爆炸，所以为确保实验安全，在点燃酒精灯加热前应先通入纯净氢气排除装置内空气；
（2）空气中水蒸气会干扰实验结果，装置末端连接的气球可收集尾气且防止空气中的水蒸气进入；
（3）硫酸铜遇水会变蓝， U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝可判断有水生成；
（4）a克氧化铜中铜元素质量为，若生成0.8a则说明氧化铜已完全转化为铜。
故答案为：（1）通入氢气；（2） 收集尾气(或防止空气中的水蒸气进入) ；（3） U形石英玻璃管的直管中部白色粉末变蓝 ；（4）0.8a.
22．【答案】（1）①②③
（2）CH4；不合理，因为CH4与氧化铜反应后也生成了水
（3）N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O
（1） 加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O ， 那么将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有： A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质 ； B装置中的固体由白色变蓝色 ； C装置中溶液变浑浊 ，故选①②③。
（2）① C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有CH4；
② 根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论， 我认为这个结论不合理，理由是： CH4与氧化铜反应后也生成了水 。
（3）A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质，肯定有铜单质生成；B装置中的固体由白色变蓝色，肯定有水生成；C装置中溶液不变浑浊，肯定没有二氧化碳产生。C中导出的气体是空气中含量最多的物质，肯定有氮气生成。据此可知，反应产物是Cu、H2O和N2。由于氧化铜中只含有Cu和O元素，而X只由两种元素组成，根据质量守恒定律可知，那么X肯定有N和H元素组成。设它的化学式为NxHy，根据它的相对分子质量为32得到：14x+1y=32，解得：x=2，y=4，因此X的化学式为N2H4，那么反应的化学方程式为：N2H4+2CuO 2Cu+N2+2H2O.
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