題目列表(包括答案和解析)
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某研究性學(xué)習(xí)小組為了研究Cu與濃H2SO4的反應(yīng),設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)探究方案(裝置中的固定儀器和酒精燈均未畫出)
實(shí)驗(yàn)選用細(xì)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(méi)入濃H2SO4中,另一端露置在液面上方。
以下是該學(xué)習(xí)小組部分交流記錄及后續(xù)探究實(shí)驗(yàn)的記錄。
材料一:小組交流滴錄
學(xué)生1:加熱前,無(wú)現(xiàn)象發(fā)生;加熱后,液面下銅絲變黑,產(chǎn)生氣泡,有細(xì)小黑色顆粒狀物質(zhì)從銅絲表面進(jìn)入濃硫酸中,黑色物質(zhì)是什么?值得探究!
學(xué)生2:我也觀察到黑色顆粒狀物質(zhì),后來(lái)逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榛野咨腆w,我想該灰白色固體極有可能是未溶于濃硫酸的CuSO4。
學(xué)生3:你們是否注意到液面以上的銅絲也發(fā)黑,而且試管上部?jī)?nèi)壁有少量淡黃色S固體凝聚,會(huì)不會(huì)液面以上的銅絲與硫發(fā)生了反應(yīng),我查資料發(fā)現(xiàn):2Cu+S=Cu2?S(黑色)。
材料二:探究實(shí)驗(yàn)剪輯
實(shí)驗(yàn)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(lán)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(wú)變化。
實(shí)驗(yàn)2:截取濃硫酸液面上方變黑的銅絲,插入稀硫酸中無(wú)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(lán)綠色。
實(shí)驗(yàn)3:將溶液中的黑色顆粒狀物質(zhì),經(jīng)過(guò)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(fā)現(xiàn)質(zhì)量減少10%左右。
根據(jù)上述材料回答下列問(wèn)題:
(1)D、E兩支試管中CC14的作用是 ;
(2)加熱過(guò)程中,觀察到A試管中出現(xiàn)大量白色煙霧,起初部分煙霧在試管上部?jī)?nèi)壁析出淡黃色固體物質(zhì),在持續(xù)加熱濃硫酸(沸騰)時(shí),淡黃色固體物質(zhì)又慢慢地消失。寫出淡黃色固體消失的化學(xué)反應(yīng)方程式: ;
(3)對(duì)A試管中的濃H2SO4和銅絲進(jìn)行加熱,很快發(fā)現(xiàn)C試管中品紅溶液褪色,但始終未見(jiàn)D試管中澄清石灰水出現(xiàn)渾濁或沉淀。學(xué)生1猜想是由于SO2溶解度較大,生成了Ca(HSO3)2的緣故。請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證學(xué)生1的猜想
;
(4)根據(jù)上述研究,結(jié)合所學(xué)知識(shí),你認(rèn)為液面下方銅絲表面的黑色物質(zhì)成分是 ;(寫化學(xué)式)Ks5u
(5)反應(yīng)完全后稀釋溶液呈酸性,學(xué)生2猜想反應(yīng)中濃硫酸可能過(guò)量,請(qǐng)你設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證稀釋后的溶液由于硫酸過(guò)量呈酸性, 。
某課外活動(dòng)小組對(duì)一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中最后的產(chǎn)物產(chǎn)生濃厚的興趣,試通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究其成分。
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)裝置:
用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置
該裝置B中發(fā)生的離子方程式是
裝置B的作用是
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏珪r(shí),停止加熱,繼續(xù)通一氧化碳,冷卻到室溫,停止通氣,同時(shí)觀察到澄清的石灰水變渾濁。
Ⅲ.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
甲認(rèn)為:依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵。
乙認(rèn)為:僅從上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵,她增加了一個(gè)實(shí)驗(yàn):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(jié)論。
請(qǐng)你通過(guò)該反應(yīng)的相關(guān)資料對(duì)他們結(jié)論作出判斷并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(fā)生如下反應(yīng)
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+4CO4Fe+4CO2
(2)四氧化三鐵(Fe3O4)為黑色固體,有強(qiáng)磁性,能夠被磁鐵吸引。
甲、乙同學(xué)的結(jié)論: 你對(duì)此評(píng)價(jià)的理由是:
Ⅳ.實(shí)驗(yàn)探究
對(duì)反應(yīng)后固體成分提出假設(shè):
假設(shè)1:反應(yīng)后固體中只有Fe;
假設(shè)2:反應(yīng)后固體中只有Fe3O4;
假設(shè)3:反應(yīng)后固體中__ _____________________
為確定實(shí)驗(yàn)中最后的產(chǎn)物的成分,丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)您利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過(guò)程,并將答案寫在答題卡相應(yīng)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(shí)驗(yàn)操作 |
預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟一:取硬質(zhì)玻璃管中固體產(chǎn)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(méi)有觀察到其他現(xiàn)象,則黑色固體為 (2)若B試管中有紅色固體析出,則說(shuō)明黑色固體中含有Fe。 |
步驟二:對(duì)試管B中溶液過(guò)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(xué)試圖通過(guò)反應(yīng)前后固體質(zhì)量的變化來(lái)確定黑色固體的成分,你認(rèn)為可行嗎?(假設(shè)氧化鐵在反應(yīng)中完全反應(yīng)) (填“行”或“不行”)理由是 。
某課外活動(dòng)小組對(duì)一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中最后的產(chǎn)物產(chǎn)生濃厚的興趣,試通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究其成分。
Ⅰ.實(shí)驗(yàn)裝置:
用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置
該裝置B中發(fā)生的離子方程式是
裝置B的作用是
Ⅱ.實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:玻璃管A中的粉末由紅色逐漸變?yōu)楹谏珪r(shí),停止加熱,繼續(xù)通一氧化碳,冷卻到室溫,停止通氣,同時(shí)觀察到澄清的石灰水變渾濁。
Ⅲ.實(shí)驗(yàn)結(jié)論:
甲認(rèn)為:依據(jù)上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷出生成的黑色固體為金屬鐵。
乙認(rèn)為:僅從上述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,不足以證明生成的黑色固體為金屬鐵,她增加了一個(gè)實(shí)驗(yàn):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(jié)論。
請(qǐng)你通過(guò)該反應(yīng)的相關(guān)資料對(duì)他們結(jié)論作出判斷并通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)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(fā)生如下反應(yīng)
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+4CO4Fe+4CO2
(2)四氧化三鐵(Fe3O4)為黑色固體,有強(qiáng)磁性,能夠被磁鐵吸引。
甲、乙同學(xué)的結(jié)論: 你對(duì)此評(píng)價(jià)的理由是:
Ⅳ.實(shí)驗(yàn)探究
對(duì)反應(yīng)后固體成分提出假設(shè):
假設(shè)1:反應(yīng)后固體中只有Fe;
假設(shè)2:反應(yīng)后固體中只有Fe3O4;
假設(shè)3:反應(yīng)后固體中_______________________
為確定實(shí)驗(yàn)中最后的產(chǎn)物的成分,丙同學(xué)設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn),請(qǐng)您利用限選試劑和儀器幫助他完成該探究過(guò)程,并將答案寫在答題卡相應(yīng)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(shí)驗(yàn)操作 | 預(yù)期現(xiàn)象和結(jié)論 |
步驟一:取硬質(zhì)玻璃管中固體產(chǎn)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(méi)有觀察到其他現(xiàn)象,則黑色固體為 (2)若B試管中有紅色固體析出,則說(shuō)明黑色固體中含有Fe。 |
步驟二:對(duì)試管B中溶液過(guò)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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