20.探究一:為除去銅片中混有的少量鐵片,并測定該混合物中鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù),現(xiàn)有如下A、B兩組實驗方案.
A:稱取一定質(zhì)量的樣品$\frac{加入足量的稀鹽酸}{攪拌}$過濾、洗滌、干燥、稱量所得固體質(zhì)量
B:稱取一定質(zhì)量的樣品$\frac{加入足量的硫酸銅溶液}{攪拌}$過濾、洗滌、干燥、稱量所得固體質(zhì)量
(1)兩種方案,你認(rèn)為不能達(dá)到目的是B(填“A”或“B”),理由是生成的銅蓋在鐵片表面,使鐵不能完全反應(yīng).
(2)在你所選取的方案中,若采用加熱烘干的方式干燥濾渣,會導(dǎo)致測定的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏。ㄌ睢捌蟆薄ⅰ捌 、“不變”或“無法判斷”).
探究二:某化學(xué)實驗小組同學(xué)將鐵粉投入硫酸銅溶液中,發(fā)現(xiàn)生成紅色固體物質(zhì)的同時有較多的氣泡放出.生成的是什么氣體呢?同學(xué)們決定進(jìn)行探究.探究前老師提示,該反應(yīng)生成的氣體只有一種.
【提出猜想】放出的氣體可能是SO
2、O
2、H
2,提出猜想的依據(jù)是質(zhì)量守恒定律.
【查閱資料】SO
2易溶于水,化學(xué)性質(zhì)與二氧化碳有相似之處,它能使澄清石灰水變渾濁,生成CaSO
3.
【方案設(shè)計】依據(jù)上述猜想,實驗小組同學(xué)分別設(shè)計了如下方案:
(1)甲同學(xué)認(rèn)為是O
2,則檢驗方法是用帶火星的木條.
(2)乙同學(xué)認(rèn)為是SO
2,則只需將放出的氣體通入澄清石灰水中,看澄清石灰水是否變渾濁.寫出SO
2與Ca(OH)
2反應(yīng)的化學(xué)方程式SO
2+Ca(OH)
2═CaSO
3+H
2O.
(3)實驗小組同學(xué)合作設(shè)計了如下組合實驗方案,排除和驗證猜想的氣體.
實驗過程中發(fā)現(xiàn)A裝置中溶液不變渾濁,C裝置中表面含CuO的銅網(wǎng)由黑色變?yōu)楣饬恋募t色.
【實驗結(jié)論】鐵粉與硫酸銅溶液反應(yīng)時,產(chǎn)生的氣體是H
2.
探究三:在銅的冶煉史中我國勞動人民有一項重大發(fā)明是“濕法冶金”.在五千年前我國勞動人民還會使用木炭煉銅.在化學(xué)實驗室里模擬煉銅,既可用傳統(tǒng)的實驗裝置(見圖甲),又能用改進(jìn)的微型實驗裝置(見圖乙).化學(xué)興趣小組采用圖乙裝置,開展以下探究活動:
【提出問題】木炭與CuO反應(yīng)所得紅色固體中含有什么物質(zhì)?
【查閱資料】
(1)木炭與CuO的反應(yīng)是:C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO
2↑,若該反應(yīng)進(jìn)行的不徹底,產(chǎn)物中還有氧化亞銅(Cu
2O)
(2)Cu
2O是紅色固體,能與稀硫酸反應(yīng):Cu
2O+H
2SO
4═Cu+CuSO
4+H
2O
作出猜想】紅色固體的成分:
①全部是Cu;②全部是Cu
2O;③是Cu和Cu
2O的混合物.
【實驗探究】
(1)取木炭、CuO兩種黑色粉末適量,再取少許CaCl
2(能降低反應(yīng)溫度,加快反應(yīng)速率)均勻混合,然后將黑色粉末裝入長柄V形玻璃管的直管內(nèi).
(2)按圖乙連好實驗裝置,然后加熱反應(yīng)物;2分鐘后,黑色粉末出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象,同時澄清的石灰水變渾濁,此時停止加熱.
(3)待玻璃管冷卻后,提取里面的紅色固體,進(jìn)行如下的驗證:
步驟 | 現(xiàn)象 | 結(jié)論 |
①取1.44g紅色固體裝入試管,滴入足量的稀硫酸,充分反應(yīng) | 紅色固體部分減少,溶為變?yōu)樗{(lán)色 | 猜想①錯誤 |
②濾出試管中殘留的紅色固體,洗滌干燥,稱其質(zhì)量為1.04g | / | 猜想②正確 |
【評價反思】
使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比,其優(yōu)點是節(jié)約藥品(寫出1條即可).