(2011年江苏无锡,35题)钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中,某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。实验一:用干燥纯净的一氧化碳还
题型:不详难度:来源:
(2011年江苏无锡,35题)钢铁是使用最多的金属材料。在今年的化学活动周中,某校兴趣小组的同学在老师指导下做了二个有关铁的实验。 实验一:用干燥纯净的一氧化碳还原氧化铁 实验装置如下图:
 其中A是实验室用草酸(H2C2O4)和浓硫酸加热制取一氧化碳的气体发生装置,反应的化学方程式是: 。请回答下列问题: (1)B装置中发生反应的化学方程式是 . (2)C装置无明显现象,C装置的作用是 。 D装置中浓硫酸的作用是 。 (3)E装置中的实验现象是 。 (4)F装置的作用是 、 。 实验二:铝粉和氧化铁粉末反应(铝热反应) 实验装置如下图:
 图中纸漏斗由两张滤纸折叠成漏斗状套在一起,使四周都有四层,点燃镁条后观察到的现象:镁条剧烈燃烧,发出耀眼的白光,放出大量的热,纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入细沙中。 实验后老师作了如下提示:实验中镁条和氯酸钾的作用是提供反应所需的高温条件,铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,该反应常用于焊接钢轨。请写出该反应的化学方程式 。该反应中单质铝与一氧化碳有相似的 (填“氧化”或“还原”)性。 实验后同学们对金属与金属氧化物间的反应产生兴趣,激发了探究热情。 【提出问题】任何金属与金属氧化物在高温条件下都能反应吗? 同学们在请教老师后设计了如下实验方案并进行了探究。 【实验方案】
实验组别
| 实验操作
| 实验现象
| 结论
| 实验1
| 取Zn、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
| 黑色粉末变成 色 固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈无色。
| Zn和CuO能发生置换反应。
| 实验2
| 取Mg、CuO粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。 向冷却后的固体中加入足量的稀盐酸。
| 发生爆炸,黑色粉末变成红色。 固体部分溶解,有气泡产生,水溶液呈 色。
|
| 实验3
| 取Cu、Fe2O3粉末的均匀混合物于密闭容器中,高温加热。
| 粉末无变化
| Cu、Fe2O3不能反应。
| 【实验总结】金属与金属氧化物在高温条件下有些能反应,有些不能反应。 【反思拓展】金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律和金属与 的反应相似。 |
答案
实验一 (1)2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O (2)证明二氧化碳已被完全吸收 干燥一氧化碳气体 (3)红色粉末变成黑色 (4)证明反应生成了二氧化碳 尾气处理 实验二 2Al+Fe2O3高温 2Fe+Al2O3 还原 红 无 镁与氧化铜能发生置换反应 盐溶液 |
解析
解:实验一 (1)根据化学方程式:H2C2O4 H2O+CO2↑+CO↑可知,有CO2生成,B装置中的氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体,化学反应式是:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O. 故答案为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O; (2)C装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,而C装置中无明显现象,说明二氧化碳已被氢氧化钠溶液完全吸收;D装置中浓硫酸的作用是吸收制取CO过程中产生的水,得到干燥的CO; 故答案为:证明二氧化碳已被完全吸收、干燥一氧化碳气体; (3)E装置中的氧化铁在CO的还原作用下,由红色的氧化铁粉末变成黑色的铁粉. 故答案为:红色粉末变成黑色; (4)F装置中的澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊,可以用来证明二氧化碳的存在;点燃尾气,是因为过量的有毒一氧化碳会污染空气,所以要进行尾气处理. 故答案为:证明反应生成了二氧化碳、尾气处理; 实验二 实验装置如下图:铝粉和氧化铁粉末在高温条件下的反应叫铝热反应,属于置换反应,我们可以据此写出化学反应式:2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3,一氧化碳具有还原性,是在化学反应中得到氧的物质,在该反应中铝也是得到氧的物质,所以具有还原性. 故答案为:2Al+Fe2O3高温2Fe+Al2O3、还原; 实验方案: 实验1:根据结论:Zn和CuO能发生置换反应,说明置换出铜单质.故实验现象是:黑色粉末变成红色. 故答案为:红; 实验2:根据现象:发生爆炸,黑色粉末变成红色,说明氧化铜变成了铜单质,镁与氧化铜发生了置换反应. 故答案为:无、镁与氧化铜发生了置换反应; 反思拓展:金属与金属氧化物在高温条件下反应的规律是:活动性较强的金属可以将其后面的金属从它们的氧化物中置换出来,与金属与盐溶液的反应相似.故答案为:盐溶液. |
举一反三
(2011年湖北黄石,44题)碳酸氢钠常用于食品和医药工业,某化学兴趣小组对碳酸氢钠的热稳定性进行探究。 [查阅资料]碳酸氢钠受热易完全分解,生成水、二氧化碳气体和一种常见固体物质,该固体物质含有三种元素,且为纯净物。 [进行实验一]为了验证碳酸氢钠受热时会分解,该兴趣小组的同学取一定质量的碳酸氢钠放到铜片上加热,如图16所示。
 加热一段时间后,观察小烧杯内壁有 现象,证明有水生成;通过向烧杯中加入澄清石灰水证明有二氧化碳生成。 [提出问题]碳酸氢钠充分加热后固体产物是什么? [作出猜想]猜想Ⅰ:固体产物是Na2CO3。 猜想Ⅱ: (请完成猜想Ⅱ)。 [进行实验二]下表是该兴趣小组同学设计的实验方案,用来检验碳酸氢钠分解后固体产物的成分,请你完成方案:
实验操作
| 预期实验现象
| 结论
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| 有气泡冒出
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| 取少量固体样品于试管中,加入足量盐酸
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| 猜想Ⅱ结论正确
| [拓展应用]碳酸氢钠常用来治疗胃酸过多,但对于患有胃溃疡(胃粘膜溃烂)的病人在胃酸(可用盐酸表示)过多时,却不宜服用碳酸氢钠,其原因是 (用化学方程式表示)。 |
(2011年上海,51题)①实验室制取二氧化碳 结合下列实验装置图回答有关问题
 Ⅰ、仪器a的名称是________。 Ⅱ、用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,反应的化学方程式是________。二氧化碳的收集方法是________。 Ⅲ、符合启普发生原理的装置是________(填编号)。 ②制取二氧化碳后剩余溶液的成分探究(假设二氧化碳已完全放出,杂质不溶于水且不参加反应): 甲、乙两同学分析认为剩余溶液中一定含有氯化钙,可能有盐酸。为验证是否含有盐酸,他们采用了不同方法进行实验,得到了相同的结论。 查找资料:氯化钙溶液呈中性
| 实验操作
| 实验现象
| 结论
| 甲
| 取样于试管中,滴加________试液
| 试液变红
| 有盐酸
| 乙
| 取样于试管中,逐滴滴加碳酸钠溶液至过量
| ________
| 丙同学取样于试管中,滴加硝酸银溶液,产生白色沉淀,再加入稀硝酸,沉淀不溶解,由此得出和甲、乙一致的结论。甲、乙认为丙的实验设计不合理。理由是________。 ③从剩余溶液中得到尽可能多的氯化钙固体。 同学们认为加入稍过量的________(填化学式),经________、蒸发等操作后即可完成。 |
(2011年四川乐山,38题)水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分 某化学兴趣小组在老师的指导下,对此进行了实验探究。 【提出猜想】1.该混合气体只含有一氧化碳、氢气 2.该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气 3.该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气 4.该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气 【查阅资料】a.无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。 b.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。 c.浓硫酸具有强烈的吸水性,常用作某些气体的干燥剂 【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置,并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。
 (1)装置A中无水硫酸铜变蓝,装置B中澄清石灰水变浑浊,由此得出的结论为混合气体中有 。B中变化的化学方程式为 。 (2)装置C中的药品为 。 (3)E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中还存在的气体是 ; E中的变化说明氧化铜具有 性。 【实验结论】猜想 正确。 【实验反思】 经过讨论,同学们将上图中装置C~H进行了简化,只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。其中,干燥管中碱石灰的作用为 , 烧杯上能观察到的现象是 。最后一步的实验操作及现象是 。
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“暖足贴”利用铁氧化生锈时会放热的原理从而达到给人局部热敷的作用,具有一贴即热,快速热敷的作用,深受大众的喜爱。下图甲是某品牌“暖足贴”的图片。A、B两小组的同学,通过查阅资料发现,其主要成份为:铁粉、活性炭、水、食盐等物质。


(1)发热剂需接触到空气才会发热,原因是铁要与 、 等物质共同作用才会生锈,铁生锈发生氧化反应,放出热量。 (2)试推测发热剂成分氯化钠的作用是 ,从而更快的放出热量;“暖足贴”的发热还应用了活性炭具有 性。 (3)打开用过的“暖足贴”,兴趣小组的同学们发现原先黑色的铁粉颜色变成了红棕色。他们想到了金属的回收及利用的重要性,考虑能否用学过的知识将之还原成铁粉。于是,他们在实验室找来炭粉及Fe2O3粉末,在做完图乙所示实验后,发现澄清石灰水变浑浊,试管中粉末全部变为黑色。 A组一同学将黑色粉末倒在纸上,发现纸竟然烧起来了,原因是 ;另一同学立即用一块湿抹布进行扑盖,火马上熄灭,试说明灭火原理 。 (4)B组同学在正确操作之后,取少量黑色粉末,加入足量稀硫酸充分振荡,但她惊讶地发现黑色粉末没有溶解,试管中也未产生预期的气泡,这说明该反应并没有生成 。 (5)A、B组同学查阅资料,得到关于铁的氧化物相关信息如下: 根据以上信息,试写出图乙实验中炭粉与Fe2O3发生反应的化学方程式 经分析后,A、B同学试着提高反应温度后,实验出现了预期的现象。 (6)两组同学联想到还原性气体H2,通过继续查阅资料发现酒精灯火焰的温度在600℃左右,而H2还原氧化铜所需温度大约在250℃,他们按图丙所示进行实验,看到了预期现象,写出试管中反应的方程式 。 |
某化学兴趣小组有一次活动的内容是:对一包干燥的红色粉末组成进行探究。请你参与并回答有关问题。 【教师提醒】它由Cu 、Fe2O3两种固体中的一种或两种组成。 【提出猜想】红色粉末可能的组成有: ①只有Cu ②只有Fe2O3 ③是Cu 、Fe2O3的混合物 【资料获悉】(1)Fe2O3 +6HCl=2FeCl3+3H2O (2)Cu在FeCl3溶液中发生反应:2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2 【实验探究】 (1)甲同学取适量红色粉末装入试管中,滴加足量稀盐酸,振荡后观察,发现固体全部溶解,溶液变色。则猜想 ▲ (填序号)不正确。
 (2)乙同学为进一步确定红色粉末的组成,称取该粉末5.0g装入硬质玻璃管中,按右图在 通风橱中进行实验。开始时缓缓通入CO气体,过一段时间后再加热使其充分反应。待反应 完全后,停止加热,仍继续通CO气体直至玻璃管冷却。反应前后称量相关装置和物质的总 质量,其数据如下表:
| 反应前
| 反应后
| 方法1
| 玻璃管和红色粉末的总质量为37.3 g
| 玻璃管和固体物质的总质量为36.1 g
| 方法2
| 洗气瓶和所盛溶液的总质量为180.0 g
| 洗气瓶和瓶中物质的总质量为183.1 g
| 【交流讨论】 (1)在装置A中先通CO气体的作用是 ▲ 。 (2)应该选择方法 ▲ (填“1”或“2”)的实验数据计算来确定红色粉末的组成。最终计算结果表明:该红色粉末的组成是猜想中的第 ▲ 组(填序号)。 (3)写出A装置中发生反应的化学方程式 ▲ ;实验中观察到A装置中的现象为 ▲ 。 【反思评价】丙同学指出:从环保角度,上图装置有严重不足之处。你认为应该如何改进? ▲ 。 |
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