上海市 中考化学一模——十年汇编(2024-2015):【静安区】还原氧化铜实验
1、(2024静安一模)某研究小组利用如图所示装置研究碳的氧化物的性质(固定装置略)。已知碳酸镁加热发生类似碳酸钙的分解反应。(无水CaCl2起干燥专用)
(1)装置A试管中发生反应的化学方程式是 。
(2)装置B玻璃管中发生反应的化学方程式是 。
(3)装置C的专用是 。
(4)反应中,装置D玻璃管中的现象是 。该反应体现了碳的氧化物的性质是 。
(5)图中装置E是防止倒吸的安全瓶。从实验安全考虑,本实验还应在装置 之间添加另一个安全瓶。
(6)气球的专用是 。
2、(2023静安一模)下图是初中化学中两个重要实验,请根据所学知识作答。
(1)图1实验:加热前的是操作是______,目的是______,该装置设计的不足之处是______。
(2)图2实验:实验过程中观察到的现象是______,发生反应的化学方程是______。
(3)对图1、2实验的分析正确的是______(填编号)。
a.碳和一氧化碳都具有还原性
b.图2 C中试管口略向下倾斜是为了防止试管炸裂
c.防止液体倒流,都要先将导管移出石灰水,再熄灭酒精灯或喷灯
d.相同质量的氧化铜完全反应后,生成相同质量的二氧化碳
3、(2022静安一模)古代中国炼铜工艺处于世界鼎盛地位,其中一种“竖炉法“炼铜是现代炼铁工艺的启蒙。其主要原理是利用二氧化碳产生一氧化碳,再利用一氧化碳还原氧化铜。下图为该方法的模拟装置,请回答下列问题(图中部分固定装置已略去)。
(1)实验步骤如下:______;装入碳粉和氧化铜;通入二氧化碳,让装置中充满二氧化碳气体;点燃a处和b处酒精喷灯和酒精灯;实验结束后先熄灭火源,再持续通入二氧化碳直至冷却。
(2)实验分析:硬质玻璃管中发生反应的化学方程式有______,当b处出现______现象时,说明有铜生成;c装置产生的现象是______,能否根据c处现象判定一氧化碳与氧化铜发生了反应______(填“能”或“不能“)。b中玻璃管进入c中的气体成分是______。持续通入二氧化碳直至玻璃管冷却的原因是______,d装置的作用是______。
(3)如玻璃管中纯净氧化铜质量为Wg,全部反应后,b处固体质量为Mg,c处混合物增加的质量为Ng,请选择使用W、M、N等符号列式表示氧化铜中铜、氧元素物质的量之比______(仅列式)。
(4)用流程图也可以表示上述炼铜过程(反应条件省略),请你改进流程,使得尾气得到充分利用。请你直接在流程图中作图______。
4、(2021静安一模)某气体中含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳等三种气体,兴趣小组的同学设计了如图所示装置进行验证,请你回答下列相关问题(NaOH溶液足量,用于吸收二氧化碳)。
(1)无水硫酸铜的作用是 ,证明混合气体中有水蒸气的现象是 ,发生反应的化学方程是 。
(2)B中氢氧化钙溶液的作用是 。
(3)D处玻璃管中的现象是 ,发生反应的化学方程式是 ,在F处尚缺少的实验仪器是 ,目的是 。
5、(2020静安一模)某同学设计如下实验装置,验证碳的还原性,对实验进行分析并回答:
①检查装置气密性的方法是:将导管浸入水中,双手紧握试管,如果_______,说明装置气密性良好。
②当看到澄清的石灰水刚刚出现浑浊时,是否可以确定氧化铜和炭粉已经开始反应 为什么 _______
③证明碳具有还原性的实验现象是_______,_______;发生反应的化学方程式 依次是_______,_______。
④结束实验的操作是:先_______,再_______。
⑤查阅资料获知,碳与水蒸气在高温下反应,生成两种可燃性气体,这两种气体都能与氧化铜反应,碳与水蒸气反应的化学方程式是_______。
6、(2019静安一模)如图是初中化学中两个重要实验,请根据所学知识作答。
(1)图1、2实验过程中,观察到相同的实验现象是 ,A、C中氧化铜发生反应的化学方程分别是 , ,图1、2实验体现了一氧化碳和碳具有相同的化学性质是 。
(2)如图1实验,加热前进行的是操作是 ,目的是 。
(3)对图1、2实验的分析正确的是 (填编号)。
a.图2C中的试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流
b.图1、2实验结束时,为防止液体倒流,都要先将导管移出石灰水,再熄灭酒精灯或喷灯
c.图1、2实验分别生成1mol二氧化碳,实验需要的碳和一氧化碳的物质量也分别是lmol。
(4)某兴趣小组在做完图2实验后,进行了如图3的改进,也得出了碳和氧化铜能反应的结论,有一个同学认为这个实验不够严密,理由是 。
7、(2018静安一模)反应物的质量比不同可能会影响生成物的种类,为探究碳还原氧化铜生成的气体种类,设计了下列实验(所有反应均充分进行,浓硫酸用以吸收水蒸汽):
【提出问题】碳还原氧化铜生成的气体是什么?
【作出猜想】猜想①:CO 猜想②:CO2 猜想③:CO2和CO
【实验设计】装置图如图
方案一:从定性观察角度判断
①实验时A处的现象是
②若猜想①成立,B、D处的现象是:B ,D
方案二:从定量计算角度判断
测定表格中的四个数据:
反应前的质量 反应后的质量
A(试管+固体) m1 m2
B+C(广口瓶+溶液) m3 m4
③若猜想②成立,则理论上(m4﹣m3) (m1﹣m2)(选填“<”、“>”或“=”),此时A中发生反应的化学方程式是 。
④若猜想③成立,且8g CuO全部参与反应,则碳的物质的量(n)的取值范围是 。
8、(2017静安一模)某课外活动小组对竹炭中是否含有碳元素进行初步探究.所用装置如下图所示(氢氧化钠可以吸收二氧化碳气体;新鲜的血液,遇一氧化碳由鲜红变为暗红.)
①根据实验目的推测A装置的作用是 ;实验开始后,B玻璃管中可能发生反应的化学方程式 、 ;C中可能发生反应的化学方程式 .
②小玥认为应在A、B装置间,再增加一个C装置,目的是 ,如果实验取得预期效果,该实验能证明竹炭中含有碳元素的依据是 .
③小组同学认为用F装置加热竹炭粉与氧化铜粉末混合物,也能得到结论,依据的现象是 ,加热过程中发生反应的化学方程式是 .
④两组实验中的碳都发生了 反应.
9、(2016静安一模)甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时,在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气,然后继续实验。
①CO气体在使用或点燃前要进行 ;C中反应的化学方程式是 ;
②实验过程中,B中的现象是 ,该反应的化学方程式是 ;D处点燃的目的是 ;
③对该实验的分析正确的是 (选填编号)
Ⅰ.实验结束时应先熄灭B处酒精灯
Ⅱ.C中增加的质量与B中固体减少的质量相等
Ⅲ.反应开始后通入0.1mol一氧化碳可生成0.1mol铜
Ⅳ.反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
④甲同学认为A为C的对照实验,通过A、C现象的不同证明B装置中有CO2生成,
乙同学认为省略A可达到同样的目的,理由是 。
⑤通过上述实验可以知道一氧化碳的化学性质是 。
10、(2015静安一模)请结合下列装置图回答问题:
①若向A装置中通入纯净的氢气,为检验反应产物,A装置的右边应与上面的
(填字母)装置连接,所选装置中出现的实验现象为 .
②若向A装置中通入纯净的一氧化碳气体,为检验反应产物,A装置的右边应与上面的 (填字母)装置连接.仅用上述装置进行实验有明显的安全隐患,要弥补这个缺陷,应采取的措施是 .
③现有一无色气体,可能是由一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种组成.为确定其组成,按气体通过的先后顺序,连接的仪器依次是:气体→A→B→C,实验过程分析如下:
装置A中黑色氧化铜粉末变红色,该反应的化学方程式为 ;装置B中无明显现象;装置C中澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式 ;由上述实验现象并不能确定原无色气体中是否含有二氧化碳气体,原因是 .
④如果氧化铜中混有铜粉,为了测氧化铜的质量分数,称取m g样品实验,实验过程中获取两组数据:Ⅰ.反应前后仪器a中质量减少w g;Ⅱ.吸收生成物的装置中质量增加Q g.
假设还原氧化铜的反应充分,称量准确,你认为应选择 组的数据来计算样品中氧化铜的质量分数更好,理由是 .
上海市 中考化学一模——十年汇编(2024-2015):【静安区】还原氧化铜实验——答案
1、(2024静安一模)某研究小组利用如图所示装置研究碳的氧化物的性质(固定装置略)。已知碳酸镁加热发生类似碳酸钙的分解反应。(无水CaCl2起干燥专用)
(1)装置A试管中发生反应的化学方程式是 。
(2)装置B玻璃管中发生反应的化学方程式是 。
(3)装置C的专用是 。
(4)反应中,装置D玻璃管中的现象是 。该反应体现了碳的氧化物的性质是 。
(5)图中装置E是防止倒吸的安全瓶。从实验安全考虑,本实验还应在装置 之间添加另一个安全瓶。
(6)气球的专用是 。
【分析】(1)根据碳酸镁在高温的条件下生成氧化镁和二氧化碳进行分析;
(2)根据碳和二氧化碳在高温的条件下生成一氧化碳进行分析;
(3)根据氢氧化钠能与二氧化碳反应分析;
(4)根据一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳进行分析;
(5)B处停止加热后,C处液体容易倒吸入B使装置炸裂。
(6)根据气球能收集一氧化碳分析回答。
【解答】解:(1)装置A试管中碳酸镁在高温的条件下生成氧化镁和二氧化碳,反应化学方程式是MgCO3MgO+CO2↑。
(2)装置B玻璃管中碳和二氧化碳在高温的条件下生成一氧化碳,发生反应的化学方程式是C+CO22CO。
(3)二氧化碳和氢氧化钠反应,所以C的专用是吸收二氧化碳。
(4)一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳反应中,装置D玻璃管中的现象是黑色粉末变成红色。该反应中一氧化碳夺去了氧化铜中的氧,体现了碳的氧化物的性质是还原性。
(5)B处停止加热后,C处液体容易倒吸入B使装置炸裂,从实验安全考虑,本实验还应在装置 BC之间添加另一个安全瓶。
(6)由于尾气中含有一氧化碳,一氧化碳有毒能污染空气,所以气球的专用是收集一氧化碳防止污染空气。
故答案为:(1)MgCO3MgO+CO2↑;
(2)C+CO22CO;
(3)吸收二氧化碳;
(4)黑色粉末变成红色;还原性;
(5)BC;
(6)收集一氧化碳防止污染空气。
【点评】本题考查了一氧化碳的还原性,对实验过程中的除杂、干燥进行考查,特别注重对化学方程式的考查.
2、(2023静安一模)下图是初中化学中两个重要实验,请根据所学知识作答。
(1)图1实验:加热前的是操作是______,目的是______,该装置设计的不足之处是______。
(2)图2实验:实验过程中观察到的现象是______,发生反应的化学方程是______。
(3)对图1、2实验的分析正确的是______(填编号)。
a.碳和一氧化碳都具有还原性
b.图2 C中试管口略向下倾斜是为了防止试管炸裂
c.防止液体倒流,都要先将导管移出石灰水,再熄灭酒精灯或喷灯
d.相同质量的氧化铜完全反应后,生成相同质量的二氧化碳
【答案】(1) ①. 先通入一氧化碳 ②. 排尽装置内的空气,防止爆炸 ③. 无尾气处理装置
①. C中黑色固体变成红色,D中澄清石灰水变浑浊
②.
(3)ab
【解析】
【小问1详解】
一氧化碳是可燃性气体,点燃前必须验纯,所以实验前要先通入一氧化碳,排尽装置内的空气,防止爆炸;一氧化碳有毒,不能直接排放到空气中,所以实验装置的最末端要添加尾气处理装置;
【小问2详解】
实验2发生的是碳还原氧化铜,生成铜单质和二氧化碳,反应现象是C中黑色固体变成红色,D中澄清石灰水变浑浊,反应方程式为;
【小问3详解】
a.碳和一氧化碳都能将氧化铜变成铜单质,说明碳和一氧化碳都具有还原性,故a正确;
b.图2 C中试管口略向下倾斜是为了防止试管炸裂,因为加热时会产生水蒸气,如果试管口没向下倾斜,水蒸气液化回流会使试管炸裂,故b正确;
c.停止加热时,试管内温度降低,压强减小,防止液体倒流,实验2先将导管移出石灰水,再熄灭酒精喷灯,但是实验1一直通入一氧化碳,不需要这种操作,故C错误;
d.根据化学方程式,、,生成一份二氧化碳时,一氧化碳要与一份的氧化铜反应,而碳需要两份的氧化铜,故d错误;
故应选ab。
3、(2022静安一模)古代中国炼铜工艺处于世界鼎盛地位,其中一种“竖炉法“炼铜是现代炼铁工艺的启蒙。其主要原理是利用二氧化碳产生一氧化碳,再利用一氧化碳还原氧化铜。下图为该方法的模拟装置,请回答下列问题(图中部分固定装置已略去)。
(1)实验步骤如下:______;装入碳粉和氧化铜;通入二氧化碳,让装置中充满二氧化碳气体;点燃a处和b处酒精喷灯和酒精灯;实验结束后先熄灭火源,再持续通入二氧化碳直至冷却。
(2)实验分析:硬质玻璃管中发生反应的化学方程式有______,当b处出现______现象时,说明有铜生成;c装置产生的现象是______,能否根据c处现象判定一氧化碳与氧化铜发生了反应______(填“能”或“不能“)。b中玻璃管进入c中的气体成分是______。持续通入二氧化碳直至玻璃管冷却的原因是______,d装置的作用是______。
(3)如玻璃管中纯净氧化铜质量为Wg,全部反应后,b处固体质量为Mg,c处混合物增加的质量为Ng,请选择使用W、M、N等符号列式表示氧化铜中铜、氧元素物质的量之比______(仅列式)。
(4)用流程图也可以表示上述炼铜过程(反应条件省略),请你改进流程,使得尾气得到充分利用。请你直接在流程图中作图______。
【答案】(1)检查装置的气密性
(2) ①. 、 ②. 黑色固体变红 ③. 澄清的石灰水变浑浊 ④. 不能 ⑤. 一氧化碳和二氧化碳 ⑥. 防止被还原出的较热的铜重新被氧化 ⑦. 除去尾气中的一氧化碳,防止空气污染
(3)####
(4)
【解析】
【小问1详解】
完成实验时,连接好装置后,要检查装置的气密性,若气密性良好,再装入药品进行实验,故答案填:检查装置的气密性。
【小问2详解】
实验中,二氧化碳与碳在高温的条件下反应生成一氧化碳,一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,反应的化学方程式分别为:、;
氧化铜为黑色,生成铜为红色,所以当b处出现黑色固体变红的现象时,说明有铜生成;
反应产生的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,所以c中的现象是澄清的石灰水变浑浊;
c中澄清石灰水变浑浊,不能说明一氧化碳与氧化铜发生了反应,有可能是通入的二氧化碳气体导致的;
由于一部分未反应的一氧化碳随气流逸出玻璃管,所以进入c中气体的成分为一氧化碳和二氧化碳的混合气体;
当黑色固体完全变红,反应结束后,熄灭火源后,玻璃管内生成的是较热的铜,马上停止通入二氧化碳,空气进入玻璃管,较热的铜会与空气中氧气反应,重新被氧化,所以持续通入二氧化碳直至玻璃管冷却的原因是:防止被还原出的较热的铜重新被氧化;
由于一部分未反应的一氧化碳随气流逸出装置,会造成空气污染,所以d装置的作用是:除去尾气中的一氧化碳,防止空气污染。
【小问3详解】
氧化铜由氧元素和铜元素组成,完全反应后剩余固体为铜,根据质量守恒定律,化学反应前后元素质量不变,生成铜的质量即为氧化铜中铜元素的质量,所以氧化铜中铜元素的质量与氧元素的质量比的计算式为:。
【小问4详解】
由于尾气中含有一氧化碳,可以再利用,故将尾气回收后用来再次回原氧化铜 ,即节省了原料,又防止了空气污染,图示见答案
4、(2021静安一模)某气体中含有水蒸气、一氧化碳、二氧化碳等三种气体,兴趣小组的同学设计了如图所示装置进行验证,请你回答下列相关问题(NaOH溶液足量,用于吸收二氧化碳)。
(1)无水硫酸铜的作用是 ,证明混合气体中有水蒸气的现象是 ,发生反应的化学方程是 。
(2)B中氢氧化钙溶液的作用是 。
(3)D处玻璃管中的现象是 ,发生反应的化学方程式是 ,在F处尚缺少的实验仪器是 ,目的是 。
【分析】(1)根据无水硫酸铜的性质回答此题;硫酸铜与水反应生成五水硫酸铜,据此书写化学方程式;
(2)根据二氧化碳性质回答此题;
(3)根据氧化铜和铜的性质回答此题;一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳,据此书写化学方程式;根据一氧化碳性质回答此题。
【解答】解:(1)无水硫酸铜遇到水后变为蓝色,据此判断是否含有水蒸气;硫酸铜与水反应生成五水硫酸铜,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为CuSO4+5H2O=CuSO4 5H2O;
故答案为:检验混合气体中是否含有水蒸气;A中白色粉末变蓝;CuSO4+5H2O=CuSO4 5H2O。
(2)二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊,据此判断气体中是否含有二氧化碳;
故答案为:检验混合气体中是否含有二氧化碳。
(3)一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应后生成铜和二氧化碳,氧化铜为黑色粉末,铜为红色固体,因此可以看到黑色粉末变为红色,书写化学方程式注意配平,所以化学方程式为CO+CuOCu+CO2;一氧化碳具有毒性,不得直接排放,需要点燃酒精灯进行尾气处理,因此末端增加酒精灯,处理一氧化碳,防止造成污染;
故答案为:黑色粉末变红色;CO+CuOCu+CO2;酒精灯;处理CO,防止污染环境。
【点评】在解此类题时,首先要将题中的知识认知透,然后结合学过的知识进行解答。
5、(2020静安一模)某同学设计如下实验装置,验证碳的还原性,对实验进行分析并回答:
①检查装置气密性的方法是:将导管浸入水中,双手紧握试管,如果_______,说明装置气密性良好。
②当看到澄清的石灰水刚刚出现浑浊时,是否可以确定氧化铜和炭粉已经开始反应 为什么 _______
③证明碳具有还原性的实验现象是_______,_______;发生反应的化学方程式 依次是_______,_______。
④结束实验的操作是:先_______,再_______。
⑤查阅资料获知,碳与水蒸气在高温下反应,生成两种可燃性气体,这两种气体都能与氧化铜反应,碳与水蒸气反应的化学方程式是_______。
【答案】 (1). 导管口有气泡产生 (2). 不能,试管内的空气中含有氧气,碳与氧气反应也能产生二氧化碳 (3). 试管内黑色固体变红 (4). 澄清石灰水变浑浊 (5). C+2CuO 2Cu+CO2↑ (6). Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O (7). 将导气管从试管中撤出 (8). 熄灭酒精喷灯 (9). C+H2OH2+CO
【解析】
【分析】
碳和氧化铜高温生成二氧化碳和铜,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,碳与水蒸气在高温下反应生成一氧化碳和氢气。
【详解】①检查装置气密性的方法是:将导管浸入水中,双手紧握试管,如果导管口有气泡产生,说明装置气密性良好。
②炭粉在氧气中点燃反应生成二氧化碳,看到澄清的石灰水刚刚出现浑浊时,不能确定氧化铜和炭粉已经开始反应,理由是试管内的空气中含有氧气,碳与氧气反应也能产生二氧化碳。
③碳和氧化铜高温生成二氧化碳和铜,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙和水,故证明碳具有还原性实验现象是试管内黑色固体变红,澄清石灰水变浑浊;发生反应的化学方程式依次是C+2CuO2Cu+CO2↑,Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O。
④为防止澄清石灰水倒吸,结束实验的操作是:先将导气管从试管中撤出,再熄灭酒精喷灯。
⑤碳与水蒸气在高温下反应,生成两种可燃性气体,这两种气体都能与氧化铜反应,碳与水蒸气反应生成的气体是一氧化碳和氢气,反应的化学方程式是C+H2OH2+CO。
【点睛】二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,氧化铜为黑色固体,为防止石灰水倒吸,实验结束时先将导气管从试管中撤出,再熄灭酒精喷灯。
6、(2019静安一模)如图是初中化学中两个重要实验,请根据所学知识作答。
(1)图1、2实验过程中,观察到相同的实验现象是 ,A、C中氧化铜发生反应的化学方程分别是 , ,图1、2实验体现了一氧化碳和碳具有相同的化学性质是 。
(2)如图1实验,加热前进行的是操作是 ,目的是 。
(3)对图1、2实验的分析正确的是 (填编号)。
a.图2C中的试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流
b.图1、2实验结束时,为防止液体倒流,都要先将导管移出石灰水,再熄灭酒精灯或喷灯
c.图1、2实验分别生成1mol二氧化碳,实验需要的碳和一氧化碳的物质量也分别是lmol。
(4)某兴趣小组在做完图2实验后,进行了如图3的改进,也得出了碳和氧化铜能反应的结论,有一个同学认为这个实验不够严密,理由是 。
【分析】(1)根据一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳进行分析;
(2)根据一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸进行分析;
(3)a、根据图2C中的试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流,炸裂试管进行分析;
b、根据图1实验结束时,继续通入一氧化碳,直到玻璃管冷却,再熄灭酒精灯进行分析;
c、根据开始、结束都需要先通入一氧化碳,所以生成1mol二氧化碳,实验需要碳的物质量是lmol,需要一氧化碳的物质的量大于1mol进行分析。
(4)根据金属铝业具有还原性进行分析。
【解答】解:(1)一氧化碳和氧化铜在加热的条件下生成铜和二氧化碳,碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳,所以观察到相同的实验现象是:黑色固体变成红色,澄清石灰水变浑浊,化学方程式为:CuO+COCu+CO2,2CuO+C2Cu+CO2↑,图1、2实验体现了一氧化碳和碳具有相同的化学性质是还原性;
(2)一氧化碳和空气的混合气点燃可能发生爆炸,所以如图1实验,加热前进行的是操作是先通入一氧化碳,目的是排尽装置内的空气,防止爆炸;
(3)a、图2C中的试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流,炸裂试管,故正确;
b、图1实验结束时,继续通入一氧化碳,直到玻璃管冷却,再熄灭酒精灯,故错误;
c、图1、2实验中的化学方程式:
CuO+COCu+CO2,
1 1
2CuO+C2Cu+CO2↑
1 1
开始、结束都需要先通入一氧化碳,所以生成1mol二氧化碳,实验需要碳的物质量是lmol,需要一氧化碳的物质的量大于1mol,故错误。
故选:a;
(4)金属铝也具有还原性,所以进行了如图3的改进,也得出了碳和氧化铜能反应的结论不够严密。
故答案为:(1)黑色固体变成红色,澄清石灰水变浑浊,CuO+COCu+CO2,2CuO+C2Cu+CO2↑,还原性;
(2)先通入一氧化碳,排尽装置内的空气,防止爆炸;
(3)a。
(4)金属铝也具有还原性。
【点评】本题考查的是一氧化碳和碳还原氧化铜的知识,完成此题,可以依据已有的知识结合实验的注意事项进行。
7、(2018静安一模)反应物的质量比不同可能会影响生成物的种类,为探究碳还原氧化铜生成的气体种类,设计了下列实验(所有反应均充分进行,浓硫酸用以吸收水蒸汽):
【提出问题】碳还原氧化铜生成的气体是什么?
【作出猜想】猜想①:CO 猜想②:CO2 猜想③:CO2和CO
【实验设计】装置图如图
方案一:从定性观察角度判断
①实验时A处的现象是
②若猜想①成立,B、D处的现象是:B ,D
方案二:从定量计算角度判断
测定表格中的四个数据:
反应前的质量 反应后的质量
A(试管+固体) m1 m2
B+C(广口瓶+溶液) m3 m4
③若猜想②成立,则理论上(m4﹣m3) (m1﹣m2)(选填“<”、“>”或“=”),此时A中发生反应的化学方程式是 。
④若猜想③成立,且8g CuO全部参与反应,则碳的物质的量(n)的取值范围是 。
【分析】高温条件下,氧化铜和碳反应生成铜和碳的氧化物;一氧化碳燃烧生成二氧化碳,发出蓝色火焰;根据反应的化学方程式及其提供的数据可以进行相关方面的计算。
【解答】解:①实验时A处高温条件下,氧化铜和碳反应生成铜和碳的氧化物,实验现象是黑色固体变成红色固体。
故填:黑色固体变成红色固体。
②若猜想①成立,一氧化碳不溶于澄清石灰水,B产生气泡,D处一氧化碳燃烧生成二氧化碳,发出蓝色火焰。
故填:产生气泡;气体燃烧,产生蓝色火焰。
③若猜想②成立,m4﹣m3和m1﹣m2都是反应生成的二氧化碳质量,因此(m4﹣m3)=(m1﹣m2);
此时A中氧化铜和碳反应生成铜和二氧化碳,发生反应的化学方程式是:2CuO+C2Cu+CO2↑。
故填:=;2CuO+C2Cu+CO2↑。
④设8g氧化铜和碳反应全部生成铜和二氧化碳时碳的物质的量为x,8g氧化铜和碳反应全部生成铜和一氧化碳时碳的物质的量为y,
8g氧化铜的物质的量为:8g÷80g/mol=0.1mol,
2CuO+C2Cu+CO2↑,
2 1
0.1mol x
=,
x=0.05mol,
CuO+CCu+CO↑,
1 1
0.1mol y
=,
y=0.1mol,
若猜想③成立,且8gCuO全部参与反应,则碳的物质的量(n)的取值范围是0.05mol<n<0.1mol。
故填:0.05mol<n<0.1mol。
【点评】本题主要考查物质的性质,解答时要根据各种物质的性质,结合各方面条件进行分析、判断,从而得出正确的结论。
8、(2017静安一模)某课外活动小组对竹炭中是否含有碳元素进行初步探究.所用装置如下图所示(氢氧化钠可以吸收二氧化碳气体;新鲜的血液,遇一氧化碳由鲜红变为暗红.)
①根据实验目的推测A装置的作用是 ;实验开始后,B玻璃管中可能发生反应的化学方程式 、 ;C中可能发生反应的化学方程式 .
②小玥认为应在A、B装置间,再增加一个C装置,目的是 ,如果实验取得预期效果,该实验能证明竹炭中含有碳元素的依据是 .
③小组同学认为用F装置加热竹炭粉与氧化铜粉末混合物,也能得到结论,依据的现象是 ,加热过程中发生反应的化学方程式是 .
④两组实验中的碳都发生了 反应.
【分析】①根据氧化钙与氢氧化钠的性质来分析;根据反应的原理以及化学方程式的写法来分析;
②用澄清石灰水检验二氧化碳;
③根据碳与氧化铜反应的现象以及化学反应的原理来分析;
④根据碳在化学反应中的表现来分析.
【解答】解:①A中的氧化钙能吸收空气中的水蒸气,氢氧化钠能吸收空气中的二氧化碳,B玻璃管中的碳能与氧气反应生成一氧化碳或二氧化碳;C装置中的氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水,故填:吸收水和二氧化碳;2C+O22CO、C+O2CO2;Ca(OH)2+CO2→CaCO3↓+H2O;
②在A、B装置间,增加澄清石灰水,目的是检验二氧化碳已除尽;如果实验取得预期效果,该实验能证明竹炭中含有碳元素的依据是澄清的石灰水变浑浊、新鲜鸡血变暗红;故填:检验二氧化碳是否除净;石灰水变浑浊、新鲜鸡血变暗红;
③在加热的条件下,碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊;故填:黑色的氧化铜变红、澄清的石灰水变浑浊;C+2CuOCO2↑+2Cu;
④在这两个化学反应中,碳夺去了其他物质中的氧元素,发生了氧化反应,故填:氧化.
【点评】合理设计实验,科学地进行实验、分析实验,是得出正确实验结论的前提,因此要学会设计实验、进行实验、分析实验,为学好化学知识奠定基础.
9、(2016静安一模)甲同学设计了如下实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物。实验时,在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气,然后继续实验。
①CO气体在使用或点燃前要进行 ;C中反应的化学方程式是 ;
②实验过程中,B中的现象是 ,该反应的化学方程式是 ;D处点燃的目的是 ;
③对该实验的分析正确的是 (选填编号)
Ⅰ.实验结束时应先熄灭B处酒精灯
Ⅱ.C中增加的质量与B中固体减少的质量相等
Ⅲ.反应开始后通入0.1mol一氧化碳可生成0.1mol铜
Ⅳ.反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化
④甲同学认为A为C的对照实验,通过A、C现象的不同证明B装置中有CO2生成,
乙同学认为省略A可达到同样的目的,理由是 。
⑤通过上述实验可以知道一氧化碳的化学性质是 。
【答案】(23)检验气体的纯度 (24)CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O(2分)
(25)黑色固体变成红色 (26)CO+CuOCu+CO2(2分)
(27)燃尽CO,防止污染空气 (28)Ⅰ
(29)点燃酒精灯前,已经先通一段时间CO,可知CO通过澄清石灰水没有明显现象
(30)还原性、可燃性(共1分)
10、(2015静安一模)请结合下列装置图回答问题:
①若向A装置中通入纯净的氢气,为检验反应产物,A装置的右边应与上面的
(填字母)装置连接,所选装置中出现的实验现象为 .
②若向A装置中通入纯净的一氧化碳气体,为检验反应产物,A装置的右边应与上面的 (填字母)装置连接.仅用上述装置进行实验有明显的安全隐患,要弥补这个缺陷,应采取的措施是 .
③现有一无色气体,可能是由一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种组成.为确定其组成,按气体通过的先后顺序,连接的仪器依次是:气体→A→B→C,实验过程分析如下:
装置A中黑色氧化铜粉末变红色,该反应的化学方程式为 ;装置B中无明显现象;装置C中澄清石灰水变浑浊,反应的化学方程式 ;由上述实验现象并不能确定原无色气体中是否含有二氧化碳气体,原因是 .
④如果氧化铜中混有铜粉,为了测氧化铜的质量分数,称取m g样品实验,实验过程中获取两组数据:Ⅰ.反应前后仪器a中质量减少w g;Ⅱ.吸收生成物的装置中质量增加Q g.
假设还原氧化铜的反应充分,称量准确,你认为应选择 组的数据来计算样品中氧化铜的质量分数更好,理由是 .
【分析】①根据已有的知识进行分析,检验水的存在使用的是无水硫酸铜粉末;
②一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,一氧化碳有毒,使用一氧化碳进行实验时,必须进行尾气处理;
③根据一氧化碳和二氧化碳的性质来分析解答;
④为了实验结果准确,要用受其他因素影响小的数据进行计算.
【解答】解:①氢气能与氧化铜反应生成水,为检验水的存在,可以使用白色无水硫酸铜的粉末,该粉末遇水变蓝,所以本题答案为:B,白色粉末变成蓝色;
②一氧化碳能与氧化铜反应生成二氧化碳,二氧化碳能使石灰水变浑浊,一氧化碳有毒,使用一氧化碳进行实验时,必须进行尾气处理,所以本题答案为:C,在导出尾气的导管出口处点燃尾气;
③在加热的条件下,一氧化碳能将氧化铜还原为铜,同时产生二氧化碳,二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊,此刻的二氧化碳有新生成的,无法确定原混合气体中是否含有二氧化碳,故填:CO+CuOCu+CO2;CO2+Ca(OH)2═H2O+CaCO3↓;混合气体中含有一氧化碳气体,一氧化碳与氧化铜反应产生二氧化碳气体;
④反应前后仪器a中减少的质量是氧化铜中氧元素的质量,能完全被还原出来;G装置中增加的质量应该是生成的二氧化碳的质量,在实验过程中有可能吸收不完全,如果氧化铜中混有铜粉,为了测氧化铜的质量分数,选择Ⅰ组的数据来计算样品中氧化铜的质量分数更好,理由是 因为数据Ⅰ在题意前提下,其他因素对其影响小;数据Ⅱ在同样前提下,如果生成物吸收不完全,对计算结果影响就大.所以实验数据Ⅰ比Ⅱ可靠.故答案为:Ⅰ;因为数据Ⅰ在题意前提下,其他因素对其影响小;数据Ⅱ在同样前提下,如果生成物吸收不完全,对计算结果影响就大.所以实验数据Ⅰ比Ⅱ可靠.
【点评】本题考查了一氧化碳、氢气还原氧化铜的实验即常见物质的检验,完成此题,可以依据已有的知识进行,要求同学们熟记常见物质的性质,以便灵活应用