九下科学 【专题复习】 金属冶炼与混合气体检验(含解析)

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九下科学 【专题复习】 金属冶炼与混合气体检验(含解析)

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九下科学 【专题复习】 金属冶炼与混合气体检验(含解析)
一、选择题
1.(2025九上·台州月考)如图为实验室模拟炼铁实验装置,现将a克Fe2O3在高温下与足量CO反应,实验结束后测得B中产生3g白色沉淀,下列说法正确的是(  )
A.实验开始应该先打开弹簧夹①
B.该实验过程中共反应了0.84gCO
C.氧化铁质量为1.6g
D.硬质玻璃管中固体由黑色变为红色
2.(2025九上·越城期中)某化学小组的同学利用混有少量CO2的CO气体还原氧化铁,并验证反应后的气体产物。实验室现有下图所示实验装置(可重复使用)。按气体从左到右的方向,装置连节顺序正确的是(  )
A.甲→乙→丙→丁 B.甲→丙→乙→丁
C.乙→甲→丙→甲→丁 D.乙→甲→丙→乙→丁
3.(2025九上·湖州期中)如图为CO 还原氧化铁“微型”实验装置(夹持仪器等略),已知: ,下列说法错误的是()
A.实验中所需 CO 可现制现用
B.此装置可节约药品,污染小,现象明显
C.装置内空间较小,空气易排空,实验危险系数小
D.该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应
4.(2025九上·瑞安期中)氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图,说法不正确的是
A.实验时都应该先通入气体一段时间后再加热,防止发生爆炸
B.甲试管略向下倾斜,乙玻璃管保持水平,主要是因为两种气体的密度不同
C.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
D.乙中需尾气处理装置,是因为一氧化碳有毒
5.(2024九上·金华期末)如图为氢气还原氧化铜的实验,以下关于该实验说法错误的是(  )
A.实验结束后,应先熄灭酒精灯,再停止通氢气
B.在加热氧化铜前,需要先通一段时间的氢气
C.装置中通入氢气的导管末端应位于试管②处
D.实验中可以看到试管中固体由黑色变为红色
6.(2024九上·镇海区期中)某小组以图1装置用CO还原CuO制取Cu单质,不同温度下反应4小时后固体物质的XRD图如图2所示(XRD图谱可用于判断某固体物质是否存在,不同固体出现的衍射峰的衍射角不同)。下列说法正确的是(  )
A.400℃时固体产物只有Cu
B.实验中,随着温度的升高,CuO先全部转化为Cu2O,再转化为Cu
C.取64gCuO放在图1管中,在一定温度下实验,最终得到固体产物Cu和Cu2O的质量的为54.4g,则生成的CO2质量为28.4g
D.取64gCuO放在图1管中,在一定温度下全部转化为Cu时,消耗CO的质量大于22.4g
7.(2024九上·海宁会考)小科利用如图所示装置进行CO和CuO反应的实验。若小科的实验操作均正确,则下列分析合理的是(  )
A.在实验中可观察到:①中硬质玻璃管内红色粉末变黑;②中澄清石灰水变浑浊
B.此实验能说明CO具有还原性与可燃性
C.在实验中,若要制得6.4gCu,需通入2.8gCO
D.实验结束后,①中硬质玻璃管内减小的质量与②中增加的质量相等
8.(2023九上·杭州期末)小乐利用如图所示装置和药品进行实验。实验时,先加热炭粉,一段时间后,将酒精喷灯移至CuO处加热,最终CuO变为紫红色固体。下列分析错误的是(  )
A.装置中气球的作用:收集尾气、防止污染空气
B.反应过程中,CuO变为Cu
C.反应过程中,体现出炭粉具有还原性
D.装置中发生的反应:C+2CuO2Cu+CO2↑
9.(2024九上·长兴期中)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.采用“微型”实验装置可以节约药品
10.(2024九上·鄞州期中)如图装置可以做还原Fe2O3的实验并检验该反应的气体生成物,已知由发生装置得到的中混有杂质和,下列说法正确的是(  )
A.B装置玻璃管内发生的是置换反应
B.即使没有A装置,该实验也能达到检验气体生成物的目的
C.实验结束后先停止通,再熄灭B处酒精喷灯
D.除掉C装置也能证明和Fe2O3发生了反应
11.(2023九上·洞头期中)某同学利用氢气来还原氧化铜(如图所示),下列关于实验说法不正确的是(  )
A.此反应利用氢气的还原性 B.试管口末端出现少量水珠
C.试管中的黑色固体变红色 D.先点燃酒精灯再挤压滴管
二、实验与探究题
12.(2026九上·台州月考)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4克氧化铜的混合物进行实验,若猜想③成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应碳的质量m的取值范围是   克。
交流反思:实验开始前缓慢通入氮气的目的:   。
13.(2026·临安模拟)思维模型的建构既方便于问题的解决,又能促进深度学习。下图是小科根据化工园区有毒有害气体泄漏应急检测需求,在老师指导下对“混合气体成分检验”建构的思维模型:
【模型应用】已知某混合气体由 CO 和 中的几种气体组成,小科利用上述思维模型来探究该混合气体成分。
【查阅资料】
① 能使品红溶液褪色。
② 易与高锰酸钾溶液反应而被吸收,并能使其褪色。
③ 能使氢氧化钡溶液和澄清石灰水变浑浊。
④ CO 和 均不能使品红溶液褪色,也不与高锰酸钾溶液反应。
【实验设计】小科用如下图所示的装置进行实验(已略去夹持装置)。
(1)【装置分析】小科同学认为混合气体中可能含有CO,所以上述实验设计还不完善,还应   。
(2)【现象推测】实验中 F 装置变蓝,不能证明混合气体中含有,这因为   。
(3)【实验结论】若装置按照设计方案连接,并观察到以下现象:
装置 A B c D E F G
现象 褪色 无现象 浑浊 不浑浊 变红 变蓝 变浑浊
由上述现象,可以确定原混合气体中一定存在的气体有   
(4)【拓展延伸】如果去除G装置,根据A-F装置现象能否确定气体成分    (选填“能”或“不能”)。
14.(2026·余杭模拟)某兴趣小组的同学探究木炭与氧化铜的反应。某同学认为当木炭较多、温度较高时,该反应产生的气体中可能含有一氧化碳。该同学在老师指导下设计实验进行了验证。
(1)该实验装置中有两盏酒精喷灯,先加热   (填“A”或“E”)。
(2)装置D的目的是   。
(3)E装置中,硬质玻璃管和固体试剂实验前的总质量为70.0g,当FexOy全部转化为 Fe后总质量为67.0g,其中硬质玻璃管的质量为60.0g,则FexOy中x:y=   .(填最 简整数比)。
(4)上述实验设计中有一项缺陷是未处理尾气中的一氧化碳,下列装置中能用来解决该缺陷的是   (填字母)。
15.(2026九下·义乌月考)小滨利用如图所示器材(气密性良好)和试剂搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置(铁矿石的主要成分为Fe2O3)。
(1)图中a装置的名称为   。实验中,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”)装置。(碱石灰主要成分是CaO和NaOH 固体)
(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)从环保角度考虑,以上实验装置有一明显缺陷,请写出一种改进方法   。
16.(2026九下·金华开学考)某兴趣小组利用下图装置进行模拟工业炼铁,回答下列问题:
(1)写出高温条件下CO还原赤铁矿(主要成分:Fe2O3)的化学反应方程式   。
(2)为避免CO污染空气,并回收利用CO,方框中连接的是装置D和E,导管口的连接顺序为a→   (用箭头和小写字母连接完整)。
(3)点燃酒精喷灯之前先通入一氧化碳气体的目的是   。
(4)已知所取赤铁矿样品的质量为m1,反应前后装置B的质量差为m2,则该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数为   。(用m1、m2字母表示)
17.(2026九下·温州开学考)某混合气体可能由CH4、CO2、CO、H2O(水蒸气)中的两种或两种以上组成,小实为确定该气体成分,设计了如图所示的装置进行探究(A为储气罐,存放混合气体)。
【查阅资料】
请回答:
(1)该系列装置还缺少尾气处理装置,写出一种你认为可行的尾气处理方法:   。
(2)请你设计完成如图方框内的实验方案:   (选用下列装置,按连接顺序填写)。
(3)老师认为以上设计仍有缺陷,不能确定CO气体是否存在。请你结合查阅资料,说明理由   。
18.(2026九下·萧山月考)已知某混合气体(无色无味)一定含有CO,可能含有CO2,某实验兴趣小组想要检验CO2,并验证CO的还原性,设计了下图所示的实验装置。请回答下列有关问题。
(1)实验过程中,观察到A 中澄清石灰水变浑浊,则说明   。
(2)B装置的作用是   ;D装置中观察到的现象是   。
(3)该实验装置的不足之处是   。
19.(2026·定海模拟)小科同学用所学的科学知识搭建了一套“模拟炼铁”的冶炼装置。其中A 装置处可利用草酸 在浓硫酸的作用下制取CO;
(1)为确保制得的CO 干燥纯净,还需在A、B间增加盛放碱石灰的装置,此处不选用氢氧化钠溶液的理由是   。
(2)装置调整好后,按照规范步骤进行实验,当观察到   现象时,证明铁矿石(主要成分 一定有部分被还原了。
(3)实验结束时,在拆卸装置前需进行的操作是____(填字母)。
A.先熄灭 B处酒精喷灯,待装置冷却后停止通CO
B.结束时,先停止通CO,随后熄灭B处酒精喷灯
C.结束时,同时停止通CO 和熄灭B处的酒精喷灯
(4)若需要冶炼含 的铁矿石4g,则理论上至少需要CO的质量为   g。
20.(2026九下·金华开学考)纳米铁(单质铁)在环保领域应用广泛。以铁矿(主要成分为 不考虑杂质)为原料可以制备纳米铁。小科对制备得到的固体成分进行探究。[提出问题]固体成分是什么
[作出猜想]猜想一: Fe;猜想二: 猜想三: Fe和FeCO3
[查阅资料]
[实验探究]小科利用如图装置,对固体成分进行探究。
(1)检验装置A气密性的操作方法   。
(2)向装置A中加入稀酸后,A中产生气泡且变为绿色,小明判断猜想一正确。你认为小明的判断是否正确   理由是:   。
(3)若猜想三正确,小明观察到的现象为   。
三、填空题
21.(2025九上·永康期中)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黑色氧化铜变成红色的物质,同时试管口有水珠出现,说明氢气具有   性。
(3)试管口略下向倾斜的目的是   。
22.(2025九上·温州月考)利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验,其中氮气可用作本实验的保护气,盛放氧化铁的是一支带有支管的试管,其支管可用于导出试管内的气体,酒精灯带网罩,整套装置的气密性良好。实验前,弹簧夹a、b均处于关闭状态,开始实验时,打开a,通入氮气一段时间后点燃酒精灯,再关闭a打并b,通入一氧化碳。请回答:
(1)本实验主要利用了CO的   性。
(2)广口瓶中引出的导管伸到火焰处的好处:   。
(3)反应前氧化铁的质量为m1克,如果称得反应后固体质量m2=   (用m1表示)时,可以判断氧化铁完全反应。
23.(2025九上·舟山期中)用含有二氧化碳和水蒸气两种杂质的某种还原性气体(氢气和一氧化碳中的一种)测定某种铁的氧化物的组成,实验装置如图所示。据图回答下列问题:
(1)实验过程中,丁装置没有明显变化,而戊装置的溶液中出现了白色沉淀,则该还原性气体是   。
(2)当丙装置中的,全部被还原后,称量剩余固体的质量为16.8g,同时测得戊装置的质量增加了17.6g。则该铁的氧化物的化学式为   。
24.(2025九上·温州期中)如图为CO 还原氧化铜的实验装置。
(1)此实验主要利用了CO的   性。
(2)实验结束后为确定氧化铜是否完全反应,可向反应后的固体中加入   (请写出一种试剂)。
(3)图中虚线框内的装置除了可以吸收二氧化碳外,还能起到的作用是   。
25.(2025九上·新昌期中)如图是某科学兴趣小组在实验室里用一氧化碳还原氧化铜实验。
(1) 该反应中作为还原剂的物质是   。
(2) 在点燃酒精灯前,先通入一氧化碳的目的是   。装置中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是   。
(3)若实验时测得玻璃管 (包括试管内物质) 在反应前后质量的变化值为m,则m 的值等于____。
A.参加反应的一氧化碳质量
B.参加反应的氧化铜中氧元素质量
C.生成的二氧化碳质量
26.(2025九上·婺城月考)化学实验在化学学习中具有重要作用,请据图回答下列问题:
(1)若利用图1所示器材组装成氢气还原氧化铜的实验装置,请你指出一点不足之处   。
(2)如图2为某同学用甲酸与热的浓硫酸反应制取一氧化碳的微型实验装置(夹持仪器略),此装置的主要优点是   (只需写一点)。
27.(2025九下·婺城月考)同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分,设计了如图实验方案(固定装置未画出),将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
(1)实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝,B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊,D装置中的澄清石灰水不变浑浊,由此可得出该气体产物的成分为   ;由此推测装置E中的实验现象是   .
(2)如图实验方案中,“尾气处理”环节的装置G可能是   。
28.(2025九下·金华开学考)用氢气还原氧化铜的方法测定某氧化铜样品的含量(杂质不参与反应),同学们设计了如下实验装置,准确称取10克干燥样品进行实验。
(1)实验中,乙装置的作用是   。
(2)充分反应后,丁装置的质量增加了1.8克,则样品中含氧化铜的质量分数为   。
(3)下列原因,可能会导致测得的氧化铜的质量分数偏大的是   。
A 样品的质量太多B 空气中的水分被丁处浓硫酸吸收
C 通入的氢气量不足D 丁处浓硫酸的质量太多
29.(2024九上·苍南期中)如图为氢气还原氧化铜的微型实验装置图,请分析回答:
(1)实验开始时先挤压微型滴管,再点燃酒精灯,这样操作的目的是:   。
(2)实验过程中,能证明氧化铜被还原的实验现象是:   。
(3)实验过程已经得到了铜,可是结束后又变成了黑色,请分析造成这种结果可能的原因是:   。(请写出一种)
30.(2024九上·南湖期中)某气体由氢气、一氧化碳、水蒸气中的一种或几种组成.把该气体依次通过下列装置后,测得装有浓硫酸的装置质量增加,装有氢氧化钠溶液的装置质量不变.
(1)该气体一定不存在   。
(2)若实验中观察到   现象,就可证明原气体中存在氢气。
31.(2024九上·萧山期中)2023年杭州亚运会的火炬设计思想源自良渚文化,名为“薪火”,寓意着中华文明薪火相传,丙烷(C3H8)为燃料,为探究其燃烧后的产物,课外实验小组的同学在老师的指导下选择了如图装置对丙烷燃烧后的气体进行了检测。(根据质量守恒定律丙烷燃烧后的气体产物可能含有CO、CO2和H2O)
(1)请写出一条丙烷的化学性质   。
(2)燃烧后的气体应依次通过装置   (选填“A→C”或“C→A”)→B→D。
(3)实验过程中能观察的现象:A装置中的澄清石灰水变浑浊,B装置中黑色粉末变红,C中的无水硫酸铜变蓝,则丙烷燃烧后的产物是   。
(4)A中氢氧化钠溶液的作用是   。
32.(2024·杭州模拟)某课外小组的同学们收集了一含有CO和CO2的废气,为了确认这种废气的组成,他们在实验室按图1中装置进行了实验。
(1)为了将氧化铁还原成铁,C、E点燃的顺序是    。
(2)该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用,于是设计如图2装置替代图1中的框线内装置,来除去废气中的二氧化碳,并收集一瓶一氧化碳,准备进行后续的探究,则瓶内盛放的液体是   。
(3)该组同学还通过一定方法称取到A和B一共增重4g,C 中完全反应后减少0.32g,集气瓶中的气体质量为0.44g。请计算废气中CO 的质量分数为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)一氧化碳还原氧化铁的实验操作注意事项:实验开始时应先通入一氧化碳,排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸。
(2)化学方程式的计算及物质的转化关系:一氧化碳与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,可通过碳酸钙的质量计算出二氧化碳的质量,进而计算出氧化铁的质量;同时要注意一氧化碳的反应情况,实验中一氧化碳是过量的,参与反应的一氧化碳质量不等于通入的一氧化碳总质量。
【解答】 A、一氧化碳具有可燃性,所以实验开始时应该先打开弹簧夹②通入一氧化碳排净装置内的空气,以免加热时发生爆炸,故错误;
B、设参加反应的一氧化碳的质量为x,氧化铁的质量为y。
由化学方程式,CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O可知:
x=0.84g
y=1.6g
理论上需要通入一氧化碳的质量为0.84g,但是在反应前后都需要通入一氧化碳,所以实际通入的CO质量大于0.84g,故错误;
C、由B项分析可知,参加反应的氧化铁质量为1.6g,故正确;
D、一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,硬质玻璃管内的现象是红色固体变成黑色,故错误。
故答案为:C。
2.【答案】C
【知识点】金属的污染和回收利用;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】根据要求“制备纯净干燥的CO去还原氧化铁,并除去尾气中的CO,”,分析操作装置的作用,对装置进行顺序连接。
【解答】首先应除去混合气体中的CO2,避免造成对反应后生成气体中CO2检验的影响,因此混合气体先通入盛有氢氧化钠溶液的乙装置;通过装置乙的混合气体再通过甲装置的澄清石灰水,检验二氧化碳是否被完全吸收,然后通入装置丙进行还原氧化铁的反应,最后再通过甲装置检验二氧化碳的生成进而确定一氧化碳的存在,因反应后的气体中还含有未完全反应的有毒气体CO,应用气囊收集,防止污染空气,
故答案为:C。
3.【答案】D
【知识点】复分解反应及其应用;置换反应及其应用;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】分解反应:一变多;置换反应:单质+化合物=单质+化合物。
【解答】A、由题干中信息可知,在浓硫酸的催化作用下,甲酸可以分解生成一氧化碳,可知实验所需的一氧化碳可以现制现用,故A正确,不符合题意;
B、采用微型实验装置,使用的药品少,可知可以节约药品,减少污染,故B正确,不符合题意;
C、一氧化碳在不纯时加热容易发生爆炸,装置小,空气少,已被排尽,更安全,故C正确,不符合题意;
D、甲酸分解属于分解反应,一氧化碳与氧化铁反应生成二氧化碳和铁的反应不属于置换反应,因为反应物中没有单质,故D错误,符合题意。
故答案为:D。
4.【答案】B
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】该实验操作顺序为:先通一会气体再加热,实验结束后先停止加热,通气体直至红色固体冷却。
【解答】A、氢气和一氧化碳不纯时加热都可能发生爆炸,所以要先通一会气体再加热,故A正确,不符合题意;
B、甲试管略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流,导致试管破裂,乙中一氧化碳与氧化铜反应没有水生成,不会导致试管破裂,所以不需要略向下倾斜,与气体密度无关,故B错误,符合题意;
C、氢气和一氧化碳均具有还原性,可将氧化铜还原成铜,黑色固体将变红,所以可通过观察黑色固体颜色变化判断反应是否发生,故C正确,不符合题意;
D、一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,要进行尾气处理;氢气没有毒,可以不进行处理,故D正确,不符合题意。
故答案为:B。
5.【答案】C
【知识点】还原反应与金属的冶炼;物质的鉴别、推断
【解析】【分析】A、根据通氢气目的是防止生成的铜再次被氧化进行分析;
B、根据排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸进行分析;
C、根据导管末端应位于试管①处,以排尽空气并充分与氧化铜接触进行分析;
D、根据氢气还原氧化铜,生成铜和水,进行分析。
【解答】解:A、实验结束后,应先熄灭酒精灯,停止加热,继续通氢气直到试管冷却,再停止通氢气,目的是防止生成的铜再次被氧化,故A正确;
B、在加热氧化铜前,需要先通一段时间的氢气,排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸,故B正确;
C、装置中通入氢气的导管末端应位于试管①处,以排尽空气并充分与氧化铜接触,故C错误;
D、实验中氢气还原氧化铜,生成铜和水,可以看到试管中固体由黑色变为红色,故D正确。
故答案为:C。
6.【答案】D
【知识点】根据化学反应方程式的计算;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】在用一氧化碳还原氧化铜时,为了防止一氧化碳在不纯时加热发生爆炸,在实验前要先通一会一氧化碳,排尽装置内的空气;实验结束后为了防止空气接触灼热的铜,又将铜氧化,要继续通一氧化碳,直至铜冷却至室温,即一氧化碳要“早出晚归”。
【解答】A、根据图2可知,400℃时存在Cu2O和Cu,故A错误;
B、根据图2可知,实验中,CuO先转化为Cu2O和Cu,Cu2O再转化为Cu,故B错误;
C、设反应生成二氧化碳质量为x。
x=26.4g,故C错误;
D、设与64gCuO完全反应需CO的质量为y。
y=22.4g;
该实验为防止爆炸,反应前先入CO排尽空气,通CO直至冷却,在一定温度下全部转化为Cu时,消耗CO的质量大于22.4g,故D正确。
故答案为:D。
7.【答案】B
【知识点】质量守恒定律及其应用;根据化学反应方程式的计算;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】一氧化碳还原氧化铜时,一氧化碳要“早出晚归”,即加热前要先通一氧化碳,撤去酒精灯后要继续通一氧化碳直至铜冷却至室温,所以消耗的一氧化碳比实际用于还原氧化铜的一氧化碳多。
【解答】A、一氧化碳与氧化铜反应生成铜、二氧化碳,所以在实验中可观察到:①中硬质玻璃管内粉末由黑色变为红色;②中澄清石灰水变浑浊,故A错误;
B、此实验中玻璃管中的固体由黑色变为红色,是氧化铜变为铜,说明CO具有还原性。尾气中含有一氧化碳、二氧化碳,二氧化碳不能燃烧,装置中最右边的酒精灯是点燃尾气中的气体,说明一氧化碳具有可燃性,故B正确;
C、在实验中,若要制得6.4gCu,设参加反应的一氧化碳的质量为x,则
,x=2.8g,因为反应前先通入一会儿一氧化碳,反应结束后再通入一氧化碳,所以通入一氧化碳的质量>2.8g,故C错误;
D、实验结束后,①中硬质玻璃管内减小的质量是参加反应的氧化铜中氧元素的质量,而②中增加的质量是生成二氧化碳的质量,生成二氧化碳的质量等于参加反应的一氧化碳与参加反应的氧化铜中氧元素的质量之和,所以两者的质量不相等,故D错误;
故答案为:B。
8.【答案】D
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】根据装置的特点及物质间反应分析,该反应是炭与二氧化碳反应生成一氧化碳,一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。
【解答】A、该反应中有CO参与,尾气中会含有CO, 装置中气球的作用收集尾气、防止污染空气 ,不符合题意;
B、反应过程中氧化铜失氧变成铜,不符合题意;
C、反应过程中,炭与二氧化碳反应生成一氧化碳,体现出炭粉具有还原性 ,不符合题意;
D、装置中的反应为 C+2CO22CO和 CO+2CuOCu+CO2,符合题意;
故选D。
9.【答案】C
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】一氧化碳具有还原性,可以将金属氧化物还原成金属单质。【解答】A、一氧化碳具有还原性,能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,反应过程中会看到澄清石灰水变浑浊,故A不符合题意;
B、该反应中氧化铜失去了氧,被还原了,还原剂是CO,故不符合题意;
C、实验时将甲酸滴入热浓硫酸中,再点燃酒精灯,以排尽装置中的空气,防止发生爆炸,故C符合题意;
D、微型装置需要的反应物更少,可以节约药品,故D不符合题意。
故答案为:C。
10.【答案】D
【知识点】金属的化学性质;还原反应与金属的冶炼;金属的冶炼
【解析】【分析】A、根据置换反应的概念来分析;
B、根据装置A的作用来分析;
C、根据实验操作的注意事项来分析;
D、根据装置C的作用来分析。
【解答】A、B装置内发生的反应为:,该反应的反应物是两种化合物,不是一种单质和一种化合物,不属于置换反应,故不符合题意;
B、CO中混有杂质CO2和H2O,无法验证是否生成了二氧化碳,故没有A装置,该实验不能达到检验气体生成物的目的,故不符合题意;
C、实验结束后,应先熄灭酒精喷灯,再停止通CO,以防止先熄灭酒精灯后玻璃管中气压降低石灰水倒流引起玻璃管炸裂,故不符合题意;
D、CO和Fe2O3发生反应,B中玻璃管中红棕色固体变黑,故去掉C装置也能证明CO和Fe2O3发生了反应,故符合题意。
故答案为:D。
11.【答案】D
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌溶液和氢气,氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水分析。
【解答】A. 氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水,此反应利用氢气的还原性,故正确,不符合题意;
B. 氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水,装置管口末端出现少量水珠,故正确,不符合题意;
C. 氢气和氧化铜在加热条件下生成铜和水,装置中的黑色固体变红色,故正确,不符合题意;
D. 应先挤压滴管,产生氢气,排尽装置中的空气,再点燃酒精灯,以防止发生爆炸,故错误,符合题意;
故答案为:D。
12.【答案】B不浑浊,D处气体能被点燃,产生蓝色火焰;0.3g<m<0.6g;除尽装置内原有的氧气,防止装置内气体加热时发生爆炸
【知识点】根据化学反应方程式的计算;二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】方案一:根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,以及一氧化碳具有可燃性,燃烧时产生淡蓝色火焰进行分析。
方案二:采用极端假设法,结合方程式分别计算只生成一氧化碳和二氧化碳使需要的碳的质量,m在两个计算结果之间。
交流反思:根据可燃性气体在不纯时加热可能会爆炸进行分析。
【解答】方案一:猜想①为生成的气体只有CO,不能使澄清石灰水变浑浊,且具有可燃性,因此实验现象为:B中澄清石灰水无明显变化,D处气体燃烧,产生蓝色火焰。
方案二:当只生成CO时,设需要碳的质量为x,
,解得x=0.6g。
当只生成CO2时,设需要碳的质量为y,
,解得y=0.3g。
猜想③为生成CO和CO2,因此参加反应碳的质量m的取值范围是:0.3g<m<0.6g。
交流反思:
一氧化碳在不纯时加热可能会发生爆炸,氮气化学性质稳定,可知通入氮气的目的是:排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸。
13.【答案】(1)在装置末尾添加尾气处理装置(如点燃的酒精灯/收集气球等,合理即可)
(2)气体从E装置前的水溶液中通过时会带出水蒸气,进入F也能使无水硫酸铜变蓝(合理即可)
(3)CO 和
(4)能
【知识点】二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据一氧化碳气体有毒,需要进行尾气处理进行分析。
(2)气体由溶液中经过,会带出其中的水蒸气,会干扰水的检验,所以不能说明混合气体中含有氢气。
(3)A的作用是检验是否存在二氧化硫,B的作用是检验二氧化硫是否被除尽,C额作用是检验是否存在二氧化碳,D的作用是检验二氧化碳是否被除尽,E的作用是检验是否存在一氧化碳。
(4)根据E中固体变红,即可说明含有一氧化碳,不需要检验是否有二氧化碳生成。
【解答】(1)CO是有毒气体,直接排放会污染空气,因此对于含有CO的实验,需要添加尾气处理装置,处理未反应的CO,防止中毒和空气污染。例如点燃的酒精灯/收集气球等。
(2)F中无水硫酸铜变蓝,说明有水蒸气通过。气体经过D装置(澄清石灰水)时,会从溶液中带出水蒸气,这些水蒸气进入F也会使无水硫酸铜变蓝,因此无法证明使F变蓝的水是来自H2和CuO反应生成的水。
(3)A中品红褪色:根据资料①,说明原气体一定含有二氧化硫;
B中高锰酸钾无现象,说明已经二氧化硫被完全吸收;
C中氢氧化钡溶液变浑浊:说明原气体一定含有二氧化碳;
D中澄清石灰水不浑浊,说明二氧化碳已经被完全除去;
E中CuO变红、G中澄清石灰水变浑浊:说明有还原剂CO和CuO反应生成了二氧化碳,证明原气体一定含有CO。
故答案为:CO 和 。
(4)E中CuO变红,说明气体中含有具有还原性的气体一氧化碳,不需要G检验是否有二氧化碳生成,可知去掉G,也能确定气体的成分。
14.【答案】(1)A
(2)检验二氧化碳是否被除尽
(3)2:3
(4)ade
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;有关化学式的计算和推断;质量守恒定律及其应用;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据一氧化碳等可燃性气体在不纯时加热溶液爆炸进行分析。
(2)根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行分析。
(3)根据一氧化碳与铁的氧化物反应生成铁和二氧化碳进行分析,可知玻璃管内减少的质量为氧元素的质量,结合氧化物的质量计算铁元素的质量,再由质量比等于相对原子质量之比计算个数比。
(4)一氧化碳可燃,可以用燃烧法进行尾气处理;可以将气体用气球收集起来的方式进行尾气处理;使用排液体法收集气体时,应短进长出。
【解答】(1)一氧化碳不纯时加热可能会导致爆炸,所以在E处加热一氧化碳和铁打的氧化物之前,应先点燃A处酒精灯,等一氧化碳将装置内空气排尽后,再点燃E处酒精灯。
(2)C处碱石灰可以吸收二氧化碳,D处澄清石灰水可以检验二氧化碳是否被除尽,防止干扰后续的检验。
(3)硬质玻璃管和固体试剂实验前的总质量为 70.0 g ,当全部转化为 Fe后总质量为 67.0 g ,减少的质量为氧元素的质量,可知氧元素的质量为70g-67g=3g,玻璃管的质量为60g,可知氧化物的质量为70g-60g=10g,则氧化物中铁元素的质量为10g-3g=7g,则有,解得。
(4)a用气球收集一氧化碳,再统一处理,故a正确;
bc一氧化碳气体不能被氢氧化钠溶液吸收,会从右侧导管逸出,故bc错误;
d一氧化碳气体不能被氢氧化钠溶液吸收,密度小于水,会将氢氧化钠溶液从右侧导管压出,气体被收集在集气瓶中,故d正确;
e一氧化碳可燃,生成二氧化碳,可以进行尾气处理,故e正确。
故答案为:ade。
15.【答案】(1)锥形瓶;碱石灰
(2)玻璃管上方的黑色固体被吸引
(3)增加一个点燃的酒精灯(合理即可)
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】 (1)根据氢氧化钠溶液只能吸收二氧化碳,而碱石灰既可以吸收水分,也可以吸收二氧化碳分析;
(2)根据氧化铁不能被磁铁吸引,而铁可以被磁铁吸引进行分析;
(3)根据一氧化碳有毒,直接排放会污染空气进行分析。
【解答】 (1)①根据图片可知,a装置为锥形瓶。
②根据题意可知, 碱石灰主要成分是CaO和NaOH固体,则碱石灰既可以吸收水分,也可以吸收二氧化碳,而氢氧化钠溶液只能吸收二氧化碳。为了排出二氧化碳和水蒸气,制得较纯净的CO,还需在C、D间加装盛放碱石灰的装置。
故填:锥形瓶;碱石灰。
(2) 铁矿石 是红棕色固体,铁粉是黑色固体;铁矿石不能被磁铁吸引,而铁粉可以被吸引,则当铁矿石被还原时会看到D装置出现:铁矿石颜色发生变化或玻璃管上方的黑色固体被磁铁吸引。
故填:玻璃管上方的黑色固体被吸引。
(3)一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,根据图片可知,实验中没有收集或转化一氧化碳的装置,所以本实验的不足之处是:没有尾气处理装置,需要在D装置后连接一个气球,收集多余的一氧化碳(或增加一个点燃的酒精灯)。
故填:增加一个点燃的酒精灯。
16.【答案】(1)
(2)d→b→c
(3)排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸
(4)
【知识点】有关化学式的计算和推断;书写化学方程式、文字表达式;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】 (1)根据反应物、反应条件和生成物,确定反应的方程式;
(2)根据吸收二氧化碳气体和收集一氧化碳的方法分析;
(3)根据一氧化碳与空气混合后容易发生爆炸分析;
(4)根据反应前后装置B的质量差m是Fe2O3中氧元素的质量规律来分析。
【解答】 (1) 高温条件下CO还原赤铁矿,即在高温条件下,CO还原Fe2O3生成Fe和CO2,反应的化学方程式为:。
故填:。
(2)根据图片可知,为避免CO污染空气并回收利用CO,用NaOH溶液吸收CO2后,CO难溶于水,可用排水法收集CO,气体应从短管进入,将水从长管排出,所以导管口的连接顺序为a-d-b-c。故填:d→b→c。
(3)根据题意可知,一氧化碳与空气混合点燃可能会发生爆炸,所以点燃酒精喷灯之前先通入一氧化碳气体,目的是排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸。
故填:排尽装置内的空气,防止加热时发生爆炸。
(4)根据质量守恒定律可知,反应前后装置B的质量差m2是Fe2O3中氧元素的质量,
Fe2O3中氧元素的质量分数为:;
设赤铁矿样品中Fe2O3的质量为x,则x×30%=m2,
解得:x=m2;
那么该赤铁矿样品中Fe2O3的质量分数。
故填:。
17.【答案】(1)点燃
(2)②①③
(3)甲烷也能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳,使得澄清石灰水变浑浊
【知识点】还原反应与金属的冶炼;金属的冶炼
【解析】【分析】(1)有毒,需点燃或收集处理,防止污染空气。
(2)无水硫酸铜遇水变蓝,用于检验水蒸气;氢氧化钠溶液吸收,澄清石灰水检验;一氧化碳还原氧化铜生成,用于检验;实验装置连接逻辑要先检验水蒸气,再检验,除杂后再进行还原性气体的反应与检验。
(3)甲烷还原氧化铜生成和水,也会干扰的检验。
【解答】(1) 实验尾气中含有有毒的,需进行无害化处理。可行方法为在导管口点燃酒精灯将燃烧掉(或用气球/塑料袋收集尾气)。
(2) 混合气体可能含水蒸气、,需先检验再除杂,先通过②无水硫酸铜检验水蒸气(变蓝则含水);再通过①澄清石灰水检验(变浑浊则含);最后通过③氢氧化钠溶液吸收,防止干扰后续实验。因此连接顺序为②①③。
(3) 根据查阅资料,也能与在加热条件下反应,生成的同样能使E中澄清石灰水变浑浊。即使原混合气体中不含,若含有,也会出现相同的实验现象,因此无法确定是否存在。
故正确答案为(1) 在导管口点燃酒精灯(或用气球收集尾气);(2) ②①③;(3) 甲烷也能和氧化铜反应生成二氧化碳,使澄清石灰水变浑浊,干扰一氧化碳的检验。
18.【答案】(1)混合气体中含有二氧化碳
(2)吸收二氧化碳;固体由黑色变为红色
(3)没有进行尾气处理
【知识点】实验方案设计与评价;二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼;二氧化碳的化学性质;化学变化现象
【解析】【分析】(1)根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊进行分析。
(2)氧化铜是黑色固体,铜是紫红色固体。
(3)可以用一个点燃的酒精灯作为尾气处理装置。
【解答】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,可知A中石灰水变浑浊可以说明混合气体中含有二氧化碳。
(2)氢氧化钠可以与二氧化碳反应,可知其作用是除去二氧化碳气体。
D中氧化铜与一氧化碳反应,生成二氧化碳和铜,可知现象为:固体由黑色变为红色。
(3)一氧化碳有毒,实验时没有进行尾气处理,会污染空气。
19.【答案】(1)氢氧化钠溶液不能吸水
(2)B装置中的固体由红棕色变为黑色
(3)A
(4)1.68
【知识点】溶质的质量分数及相关计算;根据化学反应方程式的计算;还原反应与金属的冶炼;碱的物理性质及用途
【解析】【分析】(1)氢氧化钠固体可以吸收,氢氧化钠溶液不能吸水。
(2)一氧化碳具有还原性,可以将金属氧化物还原成金属单质。
(3)实验时一氧化碳要早出晚归,即先通气体,再加热;实验结束后先熄灭酒精灯,再停止通一氧化碳气体。
(4)先根据氧化铁质量等于矿石质量与质量分数的乘积金属氧化铁的质量,再由方程式计算一氧化碳的质量。
【解答】(1)碱石灰时氢氧化钠和氧化钙的混合物,可以吸收水蒸气和二氧化碳气体,确保一氧化碳气体干燥纯净,氢氧化钠溶液只能吸收二氧化碳,不能吸水,所以不用氢氧化钠溶液。
(2)Fe2O3为红棕色,被CO还原后生成黑色铁粉(Fe)。因此,当观察到B装置中的固体由红棕色变为黑色时,说明Fe2O3被还原。
(3)实验结束后应先撤去酒精灯,继续通一氧化碳气体,直至固体冷却,防止空气进入,将灼热的固体氧化。
故答案为:A。
(4)氧化铁的质量为,设一氧化碳的质量为x
,解得x=1.68g。
20.【答案】(1)关闭止水夹,向长颈漏斗中加水至形成一段水柱,静置一段时间后,若水柱高度不变,说明气密性良好
(2)不正确;FeCO3与稀硫酸反应也会生成气泡(CO2)和绿色溶液(FeSO4),无法仅凭此现象排除猜想二或三
(3)B中石灰水将变浑浊,D中现象为固体由黑色变为红色,E中无水硫酸铜变蓝
【知识点】气体装置的装配、连接、选择与气密性检查;还原反应与金属的冶炼;酸的化学性质
【解析】【分析】(1)采用液压法检查装置的气密性,水柱稳定,说明装置气密性良好。
(2)铁与酸反应生成氢气,碳酸亚铁与酸反应生成二氧化碳,均有气泡生成。
(3)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,水能使无水硫酸铜变蓝。
【解答】(1)检验装置气密性通常利用气压差。关闭止水夹后,向长颈漏斗加水,若装置气密性良好,内部气压会使水柱保持稳定;若漏气,水柱会下降。
(2)无论是铁还是碳酸亚铁都能与酸反应生成气体和亚铁离子,溶液均会变为浅绿色,所以不能确定固体的成分,可知小明的判断不正确。
(3)猜想三正确,固体中含有铁和碳酸亚铁,与酸反应后生成二氧化碳气体和氢气,B中石灰水将变浑浊,D中氧化铜与氢气反应生成水和铜,D中现象为固体由黑色变为红色,E中无水硫酸铜变蓝。
21.【答案】(1)B
(2)还原
(3)防止生成的水倒流引起试管破裂
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)该实验的顺序为:氢气早出晚归,酒精灯迟到早退,即先通氢气,再加热;实验结束后先停止加热,继续通氢气直至固体冷却。
(2)氢气与氧化铜反应时抢夺氧化铜中的氧元素,表现出还原性。
(3)加热固体时,试管口要略向下倾斜,防止冷凝水倒流回试管底部,受热不均导致试管炸裂。
【解答】(1)氢气具有可燃性,如果不纯就有爆炸的危险,所以在加热前要先通入氢气,排出试管中的空气,然后再加热。
故答案为:B。
(2)黑色氧化铜变成红色的物质,说明氢气还原了氧化铜,生成铜单质。氢气是还原剂,具有还原性。
(3)试管口略向下倾斜的目的是防止生成的水倒流引起试管破裂。
(1)氢气具有可燃性,如果不纯就有爆炸的危险,所以在加热前要先通入氢气,排出试管中的空气,然后再加热。故选B。
(2)黑色氧化铜变成红色的物质,说明氢气还原了氧化铜,生成铜单质。氢气是还原剂,具有还原性。
(3)试管口略向下倾斜的目的是防止生成的水倒流引起试管破裂。
22.【答案】(1)还原/可燃
(2)节约利用可燃气体CO,保护环境
(3)7/10m1
【知识点】有关化学式的计算和推断;氧化反应;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)在氧化还原反应中,得到氧元素的被氧化物,失去氧元素的被还原;
(2)可从能量利用率的角度分析;
(3)元素质量=物质质量×元素的质量分数,据此计算出氧化铁中铁元素的质量即可。
【解答】(1) 根据题意可知,在实验中, CO夺取氧化铁中的氧变成二氧化碳,则它被氧化具有还原性,因此本实验主要利用了CO的还原性。
(2) 在实验中,广口瓶中引出的导管伸到火焰处的,减少了CO散失到空气中,从而减小了CO的浪费,也减小了对环境的污染。
(3) 应前氧化铁的质量为m1克,含有铁元素的质量为:克=克,则如果称得反应后固体质量时,可以判断氧化铁完全反应。
23.【答案】(1)一氧化碳/CO
(2)Fe3O4
【知识点】化合物之间的相互转化;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】 金属冶炼是把金属从化合态变为游离态的过程。用碳、一氧化碳、氢气等还原剂与金属氧化物在高温下发生还原反应,获得金属单质
【解答】(1) 实验过程中,丁装置没有明显变化,而戊装置的溶液中出现了白色沉淀,则该还原性气体是一氧化碳,还原成金属和二氧化碳气体;
(2) 当丙装置中的,全部被还原后,称量剩余固体的质量为16.8g,同时测得戊装置的质量增加了17.6g。 戊中增加的气体质量是二氧化碳的质量,其中一氧化碳的质量为17.6g×=11.2g,所以增加的氧元素的质量为6.4克,单质金属的质量为16.8克,所以 某种铁的氧化物 组成,利用质量比等于相对原子质量比,可以得到16.8克/6.4g=56Xx/16y;所以x:y=3:4; 则该铁的氧化物的化学式为Fe3O4
故答案为:(1)一氧化碳/CO(2)Fe3O4
24.【答案】(1)黑色固体变红
(2)稀盐酸或稀硫酸
(3)收集CO,防止污染空气。
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)根据一氧化碳在加热的条件下能将氧化铜还原为铜,同时生成二氧化碳分析;
(2)根据氧化铜会与稀盐酸反应生成氯化铜和水分析;
(3)根据装置的特点分析。
【解答】 (1)一氧化碳(CO)具有还原性,在加热的条件下能将氧化铜(CuO)还原为铜(Cu),同时生成二氧化碳(CO2)。这个过程中,我们可以明显看到黑色的氧化铜粉末逐渐转变为红色的铜。
(2)如果氧化铜没有完全反应,那么反应后的固体中还会存在氧化铜。这时,如果我们加入稀盐酸,氧化铜会与稀盐酸反应生成氯化铜和水,溶液会由无色变为蓝色。如果没有颜色变化,说明氧化铜已经完全反应。
(3)一氧化碳是一种有毒气体,如果直接排放到空气中会对人体健康造成危害。因此,在实验过程中,我们需要使用装置来收集一氧化碳,以防止其污染空气,虚线框内的装置可将一氧化碳收集在瓶中,将瓶中液体排入烧杯中。
25.【答案】(1)CO
(2)排尽玻璃管内空气,防止加热时爆炸;除去多余的CO,防止污染空气
(3)B
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)还原剂的定义:在化学反应中,能夺取含氧化合物里的氧,使含氧化合物发生还原反应的物质,具有还原性,是还原剂。
(2)一氧化碳的可燃性与毒性:一氧化碳具有可燃性,与空气混合加热易发生爆炸;一氧化碳有毒,直接排放会污染空气。
(3)质量守恒定律的应用:在一氧化碳还原氧化铜的反应中,固体质量的变化源于氧化铜中氧元素的失去。
【解答】(1)在一氧化碳还原氧化铜的反应中,一氧化碳夺取了氧化铜中的氧,具有还原性,所以作为还原剂的物质是 CO。
(2)一氧化碳具有可燃性,与空气混合加热可能发生爆炸,所以在点燃酒精灯前,先通入一氧化碳的目的是排尽玻璃管内空气,防止加热时爆炸;一氧化碳有毒,直接排放会污染空气,装置中导管末端加一点燃的酒精灯的目的是除去多余的 CO,防止污染空气。
(3)一氧化碳还原氧化铜时,氧化铜失去氧元素被还原为铜,玻璃管内物质质量的减少值等于参加反应的氧化铜中氧元素的质量,所以 m 的值等于参加反应的氧化铜中氧元素质量,故选 B。
26.【答案】(1)橡胶塞或导管进入试管太短
(2)一氧化碳被点燃生成二氧化碳,不污染环境,并且节约能源
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)考虑图中有橡胶塞或导管进入试管太短;
(2)考虑此实验装置的主要优点是环保,其理由是一氧化碳被点燃生成二氧化碳,不污染环境,并且节约能源。
【解答】 (1)若利用图1所示器材组装成氢气还原氧化铜的实验装置,其中一点不足之处有橡胶塞或导管进入试管太短;
(2)此实验装置的主要优点是环保,其理由是一氧化碳被点燃生成二氧化碳,不污染环境,并且节约能源;
27.【答案】(1)、、;黑色固体变红
(2)点燃的酒精灯
【知识点】二氧化碳的检验和验满;还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)D中不变浑浊,说明原有的二氧化碳已被完全吸收,F变浑浊,说明有二氧化碳生成,可知混合气体中含有一氧化碳。
(2)利用一氧化碳的性质选择合适的尾气处理方式。
【解答】(1)A中无水硫酸铜变蓝,说明混合气体中含有水蒸气;B、F装置中的澄清石灰水均变浑浊,D装置中的澄清石灰水不变浑浊,说明含有二氧化碳和一氧化碳,由此可得混合气体的成分为、、。
一氧化碳和氧化铜反应,生成二氧化碳和铜,固体由黑色变为红色。
(2)一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,一氧化碳能燃烧生成二氧化碳,所以可用点燃的酒精灯进行尾气处理。
28.【答案】(1)检验氢气中的水是否除尽(答“检验水”得1分)
(2)80%
(3)B
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】 (1)根据氢气通过浓硫酸可以除去氢气中的水蒸气,无水硫酸铜遇到水由白色变蓝进行分析;
(2)根据H2+CuOCu+H2O进行计算分析;
(3)根据浓硫酸质量的增加量来计算结果偏大,原因是浓硫酸与空气相连通着,会吸收了空气中的水分进行分析。
【解答】 (1)氢气通过浓硫酸可以除去氢气中的水蒸气,无水硫酸铜遇到水由白色变蓝,所以通过无水硫酸铜就是检验浓硫酸是否把氢气中水蒸气除尽;故答案为:检验浓硫酸是否把氢气中水蒸气除尽;
(2)根据浓硫酸质量的增加量就是生成的水的质量,所以生成水的质量为1.8g,设要生成1.8水需要参加反应的氧化铜的质量为x,
H2+ CuO= Cu+ H2O
80 18
x 1.8g
x=8g
氧化铜的质量分数
答:氧化铜样品的纯度为80%。
(3)A、样品的质量太多,不会导致测得的氧化铜的质量分数偏大,故A错误;
B、根据浓硫酸质量的增加量来计算结果偏大,原因是浓硫酸与空气相连通着,会吸收了空气中的水分;故B正确;
C、通入的氢气量不足,浓硫酸质量的增加量减小,会导致测得的氧化铜的质量分数偏小,故C错误;
D、丁处浓硫酸的质量太多,不会导致测得的氧化铜的质量分数偏大,故D错误;
故答案为:B。
29.【答案】(1)让稀硫酸与锌反应产生氢气排净容器内的空气,防止发生爆炸
(2)黑色固体变为红色
(3)反应完成后先停止通入氢气,后停止加热,生成的铜再次被氧化
【知识点】还原反应与金属的冶炼
【解析】【分析】(1)氢气还原氧化铜实验的安全注意事项:氢气是可燃性气体,与空气混合加热时可能发生爆炸,所以在加热前要先通氢气排尽装置内的空气,防止爆炸 。
(2)氢气还原氧化铜的反应现象:氧化铜是黑色固体,铜是红色固体,当氢气还原氧化铜时,会观察到黑色固体逐渐变为红色,以此证明反应发生 。
(3)金属铜的化学性质:铜在加热条件下能与氧气反应生成氧化铜,若实验结束后操作不当,会使生成的铜再次被氧化,导致颜色变化 。
【解答】(1)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检验纯度,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;
(2)氢气具有还原性,能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水,实验过程中,能证明氧化铜被还原的实验现象是黑色固体变为红色;
(3)反应完成后先停止通入氢气,后停止加热,生成的铜再次被氧化,红色固体变回黑色。
(1)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检验纯度,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,故填:让稀硫酸与锌反应产生氢气排净容器内的空气,防止发生爆炸;
(2)氢气具有还原性,能与氧化铜在加热条件下反应生成铜和水,实验过程中,能证明氧化铜被还原的实验现象是黑色固体变为红色,故填:黑色固体变为红色;
(3)反应完成后先停止通入氢气,后停止加热,生成的铜再次被氧化,红色固体变回黑色,故填:反应完成后先停止通入氢气,后停止加热,生成的铜再次被氧化。
30.【答案】CO;玻璃管内有红色物质生成
【知识点】还原反应与金属的冶炼;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)一氧化碳具有还原性,能与氧化铜反应产生二氧化碳,氢氧化钠溶液质量不变,说明没有二氧化碳,则说明气体中不含一氧化碳。
(2)氢气也具有还原性,能使氧化铜转化为铜单质,可知固体由黑变红。
【解答】(1)实验中装有浓硫酸的装置质量增加,装有氢氧化钠溶液的装置质量不变,说明气体氧化铜装置后只有水,那么该气体可能是氢气,也可能是原有的水蒸气,但一定没有一氧化碳(CO)。(2)对于水蒸气和氢气,氢气具有还原性,能够还原氧化铜变成红色固体,因此若实验中观察到玻璃管内有红色物质生成,就可证明原气体中存在氢气。
31.【答案】(1)可燃性
(2)C→A
(3)CO、CO2和H2O
(4)吸收气体产物的原有的二氧化碳,防止干扰一氧化碳的检验
【知识点】还原反应与金属的冶炼;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)根据题干信息分析;
(2)根据燃烧后的气体中含有水蒸气,应该首先检验,进行分析;
(3)根据常见气体的检验方法进行分析;
(4)根据氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水分析。
【解答】(1)丙烷为火炬的燃料,说明丙烷具有可燃性,故填可燃性。
(2)装置C中的无水硫酸铜遇到水变为蓝色,可用于验证水的存在,澄清石灰水遇到二氧化碳变浑浊,可用于检验二氧化碳,丙烷燃烧后的气体产物可能含有CO、CO2和H2O,所以燃烧后的气体应依次通过装置C→A C→A,避免先通过澄清石灰水对验证水的存在产生干扰,故填C→A。
(3)A装置中的澄清石灰水变浑浊,说明丙烷燃烧后的产物中含有二氧化碳,B装置中黑色粉末变红,即氧化铜被还原,说明丙烷燃烧的产物中含有一氧化碳,C中的无水硫酸铜变蓝,说明丙烷燃烧的产物中含有水,则丙烷燃烧后的产物是CO、CO2和H2O,故填CO、CO2和H2O。
(4)A中氢氧化钠能够与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,其作用是吸收气体产物的原有的二氧化碳,防止干扰一氧化碳的检验,故填吸收气体产物的原有的二氧化碳,防止干扰一氧化碳的检验。
(1)丙烷为火炬的燃料,说明丙烷具有可燃性,故填可燃性。
(2)装置C中的无水硫酸铜遇到水变为蓝色,可用于验证水的存在,澄清石灰水遇到二氧化碳变浑浊,可用于检验二氧化碳,丙烷燃烧后的气体产物可能含有CO、CO2和H2O,所以燃烧后的气体应依次通过装置C→A C→A,避免先通过澄清石灰水对验证水的存在产生干扰,故填C→A。
(3)A装置中的澄清石灰水变浑浊,说明丙烷燃烧后的产物中含有二氧化碳,B装置中黑色粉末变红,即氧化铜被还原,说明丙烷燃烧的产物中含有一氧化碳,C中的无水硫酸铜变蓝,说明丙烷燃烧的产物中含有水,则丙烷燃烧后的产物是CO、CO2和H2O,故填CO、CO2和H2O。
(4)A中氢氧化钠能够与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,其作用是吸收气体产物的原有的二氧化碳,防止干扰一氧化碳的检验,故填吸收气体产物的原有的二氧化碳,防止干扰一氧化碳的检验。
32.【答案】先点燃E,再点燃C;氢氧化钠溶液;20%
【知识点】根据化学反应方程式的计算;还原反应与金属的冶炼;碱的化学性质
【解析】【分析】(1)一氧化碳有毒,所以应先点燃用于尾气处理的E。
(2)要除去二氧化碳并收集一氧化碳,说明试剂能与二氧化碳反应而不能与一氧化碳反应,可知试剂可以为氢氧化钠等可溶性碱。
(3)C中减少的质量为氧化铁中氧元素的质量,用质量比等于相对原子质量之比计算出氧化铁的质量,再通过化学方程式计算参与反应的一氧化碳的质量,加上集气瓶中收集到的一氧化碳的质量,即可求得废气中总的一氧化碳的质量,最后除以废气的总质量,即可求得一氧化碳的质量分数。【解答】(1)一氧化碳有毒,为了防止一氧化碳气体逸散到空气中而污染空气,先点燃E,再点燃C。
(2)该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用,于是设计如图2装置替代图1中的框线内装置,来除去废气中的二氧化碳,并收集一瓶一氧化碳,准备进行后续的探究,则瓶内盛放的液体应该能与二氧化碳反应,但不能与一氧化碳反应,因为氢氧化钠溶液能与二氧化碳反应,但不与一氧化碳反应,所以盛放的可以是氢氧化钠溶液。
(3)A和B增加的质量是二氧化碳的质量,集气瓶中的气体质量是一氧化碳的质量。C 中减少的质量是参加反应的氧化铁中氧元素的质量,则参加反应的氧化铁的质量为:0.32g÷=0.32g×。设参加反应的一氧化碳的质量为x。
,x=0.56g
废气中CO 的质量分数为:=20%。
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