Question

18．金屬在人們的生活中作用巨大；興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室里圍繞金屬做了如下探究：
（一）甲組同學(xué)組裝了如下實(shí)驗(yàn)裝置，驗(yàn)證一氧化碳的部分性質(zhì)并驗(yàn)證產(chǎn)物．實(shí)驗(yàn)時(shí)，在點(diǎn)燃B處酒精燈之前先通入一氧化碳排出裝置中的空氣，然后繼續(xù)實(shí)驗(yàn)．

（1）B裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，C裝置中的現(xiàn)象是澄清的石灰水變渾濁，D處點(diǎn)燃酒精燈的目的是防止有毒的一氧化碳逸散到空氣中污染環(huán)境；
（3）下列對(duì)該實(shí)驗(yàn)的分析正確的是①④（選填編號(hào)）．
①．實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先熄滅B處酒精燈
②．C中增加的質(zhì)量與B中固體減少的質(zhì)量相等
③．反應(yīng)開(kāi)始后通入一氧化碳的質(zhì)量等于C中增加的質(zhì)量
④．反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入一氧化碳可防止C中液體被倒吸
（二）乙組同學(xué)取3根粗細(xì)、長(zhǎng)度均相同的光亮細(xì)鐵絲進(jìn)行如圖1所示實(shí)驗(yàn)：將其中兩根分別盤(pán)成螺旋狀，在每根鐵絲一端系上粗銅絲，另一端系一根火柴桿，點(diǎn)燃火柴桿待快燃盡時(shí)，分別插入充滿(mǎn)氧氣的集氣瓶中，觀(guān)察到：Ⅰ、Ⅱ中鐵絲都劇烈燃燒，且Ⅱ中鐵絲燃燒比Ⅰ中的更劇烈；Ⅲ中鐵絲沒(méi)有燃燒：

（1）鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，Ⅱ中鐵絲燃燒比Ⅰ中更劇烈的原因是II中鐵絲繞成螺旋狀，與氧氣接觸面積增大，反應(yīng)更充分；
（2）為什么Ⅲ中鐵絲不能燃燒III中火柴在鐵絲上方，火焰不能對(duì)鐵絲充分加熱，溫度不能達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)；
（三）丙組同學(xué)做了如圖2所示實(shí)驗(yàn)，將包有樣品的濾紙包用大頭針固定在橡膠塞上，迅速塞緊，觀(guān)察到量筒內(nèi)水沿著細(xì)導(dǎo)管慢慢進(jìn)入廣口瓶（廣口瓶容積為120mL，濾紙包體積忽略不計(jì)），當(dāng)溫度恢復(fù)至室溫，且量筒內(nèi)水面高度不變時(shí)讀數(shù)（此時(shí)瓶?jī)?nèi)氧氣含量近似為零），記錄起始和最終量筒內(nèi)液體體積的讀數(shù)以及所需時(shí)間如下表：

序號(hào)	樣　 品	量筒起始讀數(shù)/mL	量筒最終讀數(shù)/mL	所需時(shí)間/min
①	1.0g鐵粉、0.2g碳和10滴水	100	75.4	約120
②	1.0g鐵粉、0.2g碳和10滴水和少量NaCl	100	75.4	約70
③	1g鐵粉、10滴水	/	/	/

（1）實(shí)驗(yàn)①和②說(shuō)明NaCl可以加快�。ㄟx填“加快”或“減慢”）鐵銹蝕的速率；
（2）實(shí)驗(yàn)①和③是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響，則表中實(shí)驗(yàn)③所用的樣品組成是1g鐵粉、10滴水；
（3）該裝置還可用于測(cè)量空氣中氧氣的含量，根據(jù)上述數(shù)據(jù)計(jì)算氧氣的體積含量是20.5%；
㈣丁組同學(xué)向一定量的AgNO₃和Mg（NO₃）₂混合溶液加入銅粉和鋅粉，充分反應(yīng)后過(guò)濾洗滌，得到溶液甲和固體乙，向固體乙中加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則固體乙中含有的成分是Zn、Cu、Ag（用元素符號(hào)表示）．

Answer 1

分析 （一）根據(jù)已有的一氧化碳還原氧化銅的知識(shí)進(jìn)行分析解答，一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，其中一氧化碳具有還原性；一氧化碳是有毒的氣體，需要進(jìn)行尾氣處理，根據(jù)一氧化碳和氧化銅反應(yīng)的注意事項(xiàng)以及物質(zhì)的量的關(guān)系進(jìn)行解答即可．
（二）（1）實(shí)驗(yàn)Ⅱ中鐵絲繞成螺旋狀，增大受熱面積，反應(yīng)更充分；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中火柴在鐵絲上方，熱量散失，不能達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)．
（三）（1）根據(jù)因?yàn)閺V口瓶中鐵生銹，是鐵和空氣中的氧氣反應(yīng)，所以廣口瓶中氣體壓強(qiáng)減小量筒中的水會(huì)進(jìn)入廣口瓶，根據(jù)所需時(shí)間長(zhǎng)短進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)①和③是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響并比較①方案中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析；
（3）通過(guò)空氣體積的變化得出，空氣中氧氣的體積分?jǐn)?shù)．
（四）根據(jù)金屬的活動(dòng)性進(jìn)行分析判斷．

解答 解：
（一）
（1）一氧化碳和氧化銅在加熱是生成銅和二氧化碳，故B中的反應(yīng)是CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，該反應(yīng)中一氧化碳是還原劑，故填：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（2）一氧化碳還原氧化銅生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，一氧化碳是有毒的氣體，點(diǎn)燃能防止有毒的一氧化碳排放到空氣中污染環(huán)境，故填：澄清的石灰水變渾濁；防止有毒的一氧化碳逸散到空氣中污染環(huán)境；
（3）①實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)應(yīng)先熄滅B處酒精燈，正確；
②C中增加的質(zhì)量是二氧化碳的質(zhì)量，B中固體減小的質(zhì)量是氧元素的質(zhì)量，故質(zhì)量不相等，錯(cuò)誤；
③該反應(yīng)前后都要通入一氧化碳，故反應(yīng)開(kāi)始后通入一氧化碳的質(zhì)量不等于C中增加的質(zhì)量，故錯(cuò)誤；
④反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入一氧化碳的目的是防止銅被氧化，正確；
（二）
（1）鐵絲在氧氣中燃燒的化學(xué)方程式為：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；實(shí)驗(yàn)Ⅱ中鐵絲繞成螺旋狀，增大了接觸和受熱面積，反應(yīng)更充分，因此鐵絲燃燒更劇烈；
（2）實(shí)驗(yàn)Ⅲ中火柴在鐵絲上方，用其火焰內(nèi)焰對(duì)鐵絲加熱，內(nèi)焰溫度低，沒(méi)有對(duì)鐵絲充分預(yù)熱，因此不能達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)，鐵絲不能燃燒；
（三）
（1））因?yàn)閺V口瓶中鐵生銹所以廣口瓶中氣體壓強(qiáng)減小所以量筒中的水會(huì)進(jìn)入廣口瓶，加入NaCl后所需時(shí)間縮短，故答案：加快；
（2）實(shí)驗(yàn)①和③是探究碳對(duì)鐵銹蝕速率的影響并比較①方案中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，控制鐵和水的用量相同不加碳進(jìn)行即可．
故答案為：

③	1g鐵粉、10滴水

（3）因?yàn)榱客矁?nèi)液體減少的體積即為廣口瓶?jī)?nèi)所含有的全部氧氣的體積，所以氧氣的體積含量是$\frac{100mL-75.4mL}{120mL}$×100%=20.5%，該實(shí)驗(yàn)結(jié)果出現(xiàn)誤差的原因?yàn)V紙包占有一定體積．
（四）根據(jù)金屬活動(dòng)性Mg＞Zn＞Cu＞Ag，固體乙中加稀鹽酸有氣泡產(chǎn)生，說(shuō)明固體中含有鋅，說(shuō)明鋅粉過(guò)量，則由此可判斷溶液甲中不會(huì)有銅離子和銀離子，全部被置換出來(lái)，則固體乙中含有的成分是Zn、Cu、Ag．
答案：
（一）（1）CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（2）澄清的石灰水變渾濁；防止有毒的一氧化碳逸散到空氣中污染環(huán)境；
（3）①④；
（二）（1）3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$Fe₃O_4； II中鐵絲繞成螺旋狀，與氧氣接觸面積增大，反應(yīng)更充分
（2）III中火柴在鐵絲上方，火焰不能對(duì)鐵絲充分加熱，溫度不能達(dá)到鐵絲的著火點(diǎn)；
（三）（1）加快；（2）1g鐵粉和10滴水；（3）20.5．
（四）Zn、Cu、Ag．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不大，考查的是一氧化碳還原氧化銅的知識(shí)，完成此題，可以依據(jù)已有的知識(shí)結(jié)合物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行．掌握鐵絲在氧氣中燃燒實(shí)驗(yàn)的正確操作和注意事項(xiàng)是正確解答本題的關(guān)鍵，難度不大．考查了金屬生銹的條件的探究方面的內(nèi)容，注重控制變量法做好對(duì)比實(shí)驗(yàn)是解答這類(lèi)題的關(guān)鍵．