題目列表(包括答案和解析)
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某研究性學習小組為了研究Cu與濃H2SO4的反應,設計如下實驗探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出)
實驗選用細銅絲、98.3%H2SO4、品紅溶液、澄清石灰水、CC14、NaOH溶液等藥品,銅絲被卷成螺旋狀,一端沒入濃H2SO4中,另一端露置在液面上方。
以下是該學習小組部分交流記錄及后續探究實驗的記錄。
材料一:小組交流滴錄
學生1:加熱前,無現象發生;加熱后,液面下銅絲變黑,產生氣泡,有細小黑色顆粒狀物質從銅絲表面進入濃硫酸中,黑色物質是什么?值得探究!
學生2:我也觀察到黑色顆粒狀物質,后來逐漸轉變為灰白色固體,我想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的CuSO4。
學生3:你們是否注意到液面以上的銅絲也發黑,而且試管上部內壁有少量淡黃色S固體凝聚,會不會液面以上的銅絲與硫發生了反應,我查資料發現:2Cu+S=Cu2?S(黑色)。
材料二:探究實驗剪輯
實驗1:將光亮的銅絲在酒精燈火焰上灼燒變黑,然后插入稀硫酸中,銅絲重新變得光亮,溶液呈藍綠色;將光亮的銅絲置入加熱的硫蒸氣中變黑,然后插入稀硫酸中無變化。
實驗2:截取濃硫酸液面上方變黑的銅絲,插入稀硫酸中無變化;將濃硫酸液面下方變黑的銅絲,插入稀硫酸、黑色明顯變淺,溶液呈藍綠色。
實驗3:將溶液中的黑色顆粒狀物質,經過濾、稀硫酸洗、蒸餾水洗、干燥后放入氧氣流中加熱,然后冷卻,用電子天平稱重發現質量減少10%左右。
根據上述材料回答下列問題:
(1)D、E兩支試管中CC14的作用是 ;
(2)加熱過程中,觀察到A試管中出現大量白色煙霧,起初部分煙霧在試管上部內壁析出淡黃色固體物質,在持續加熱濃硫酸(沸騰)時,淡黃色固體物質又慢慢地消失。寫出淡黃色固體消失的化學反應方程式: ;
(3)對A試管中的濃H2SO4和銅絲進行加熱,很快發現C試管中品紅溶液褪色,但始終未見D試管中澄清石灰水出現渾濁或沉淀。學生1猜想是由于SO2溶解度較大,生成了Ca(HSO3)2的緣故。請你設計實驗驗證學生1的猜想
;
(4)根據上述研究,結合所學知識,你認為液面下方銅絲表面的黑色物質成分是 ;(寫化學式)Ks5u
(5)反應完全后稀釋溶液呈酸性,學生2猜想反應中濃硫酸可能過量,請你設計一個簡單的實驗以驗證稀釋后的溶液由于硫酸過量呈酸性, 。
某課外活動小組對一氧化碳還原氧化鐵的實驗中最后的產物產生濃厚的興趣,試通過實驗來探究其成分。
Ⅰ.實驗裝置:
用一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置
該裝置B中發生的離子方程式是
裝置B的作用是
Ⅱ.實驗現象:玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變為黑色時,停止加熱,繼續通一氧化碳,冷卻到室溫,停止通氣,同時觀察到澄清的石灰水變渾濁。
Ⅲ.實驗結論:
甲認為:依據上述實驗現象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵。
乙認為:僅從上述實驗現象,不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵,她增加了一個實驗:用磁鐵靠近生成的黑色固體,看到有黑色固體被磁鐵吸引。于是得出生成的黑色固體為金屬鐵的結論。
請你通過該反應的相關資料對他們結論作出判斷并通過實驗檢驗其合理性:
(1)在一定條件下:一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下,可發生如下反應
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+4CO4Fe+4CO2
(2)四氧化三鐵(Fe3O4)為黑色固體,有強磁性,能夠被磁鐵吸引。
甲、乙同學的結論: 你對此評價的理由是:
Ⅳ.實驗探究
對反應后固體成分提出假設:
假設1:反應后固體中只有Fe;
假設2:反應后固體中只有Fe3O4;
假設3:反應后固體中__ _____________________
為確定實驗中最后的產物的成分,丙同學設計如下實驗,請您利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過程,并將答案寫在答題卡相應位置。
限選試劑和儀器: 1mol/LCuSO4 、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L鹽酸、0.01mol/L氯水、試管、玻璃棒、膠頭滴管。
實驗操作 |
預期現象和結論 |
步驟一:取硬質玻璃管中固體產物少量分別于A、B試管中,加入足量1mol/LCuSO4溶液、攪拌溶解。 |
(1)若A試管中黑色固體不溶解,并且沒有觀察到其他現象,則黑色固體為 (2)若B試管中有紅色固體析出,則說明黑色固體中含有Fe。 |
步驟二:對試管B中溶液過濾,將所得固體洗滌干凈后,加足量1mol/L鹽酸后,再依次分別加入適量0.01mol/L氯水、少量0.01mol/L KSCN溶液 |
(1)若溶液不變紅色,則
(2)若溶液變紅色,則
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Ⅴ.延伸探究:丁同學試圖通過反應前后固體質量的變化來確定黑色固體的成分,你認為可行嗎?(假設氧化鐵在反應中完全反應) (填“行”或“不行”)理由是 。
某課外活動小組對一氧化碳還原氧化鐵的實驗中最后的產物產生濃厚的興趣,試通過實驗來探究其成分。
Ⅰ.實驗裝置:
用一氧化碳還原氧化鐵的實驗裝置
該裝置B中發生的離子方程式是
裝置B的作用是
Ⅱ.實驗現象:玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變為黑色時,停止加熱,繼續通一氧化碳,冷卻到室溫,停止通氣,同時觀察到澄清的石灰水變渾濁。
Ⅲ.實驗結論:
甲認為:依據上述實驗現象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵。
乙認為:僅從上述實驗現象,不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵,她增加了一個實驗:用磁鐵靠近生成的黑色固體,看到有黑色固體被磁鐵吸引。于是得出生成的黑色固體為金屬鐵的結論。
請你通過該反應的相關資料對他們結論作出判斷并通過實驗檢驗其合理性:
(1)在一定條件下:一氧化碳與氧化鐵在加熱條件下,可發生如下反應
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+4CO4Fe+4CO2
(2)四氧化三鐵(Fe3O4)為黑色固體,有強磁性,能夠被磁鐵吸引。
甲、乙同學的結論: 你對此評價的理由是:
Ⅳ.實驗探究
對反應后固體成分提出假設:
假設1:反應后固體中只有Fe;
假設2:反應后固體中只有Fe3O4;
假設3:反應后固體中_______________________
為確定實驗中最后的產物的成分,丙同學設計如下實驗,請您利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過程,并將答案寫在答題卡相應位置。
限選試劑和儀器: 1mol/LCuSO4 、0.01mol/L KSCN溶液、1mol/L鹽酸、0.01mol/L氯水、試管、玻璃棒、膠頭滴管。
實驗操作 | 預期現象和結論 |
步驟一:取硬質玻璃管中固體產物少量分別于A、B試管中,加入足量1mol/LCuSO4溶液、攪拌溶解。 | (1)若A試管中黑色固體不溶解,并且沒有觀察到其他現象,則黑色固體為 (2)若B試管中有紅色固體析出,則說明黑色固體中含有Fe。 |
步驟二:對試管B中溶液過濾,將所得固體洗滌干凈后,加足量1mol/L鹽酸后,再依次分別加入適量0.01mol/L氯水、少量0.01mol/L KSCN溶液 | (1)若溶液不變紅色,則 (2)若溶液變紅色,則 |
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