在加熱條件下,炭粉可以還原某些金屬氧化物,得到金屬單質(zhì).小明同學(xué)設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)來研究氧化銅跟活性炭的反應(yīng),實(shí)驗(yàn)的裝置和現(xiàn)象如下:
實(shí)驗(yàn)中觀察到:黑色粉末變紅色,澄清石灰水變渾濁.
小明根據(jù)上述現(xiàn)象認(rèn)為:碳還原氧化銅可以生成銅和______.
提出疑問1:“碳燃燒時(shí)可能生成CO2也可能生成CO,那么碳與氧化銅反應(yīng)生成的氣體是否也有多種可能?”

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):小雨同學(xué)打算用下面的一些實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)一套組合裝置以檢測碳還原氧化銅時(shí)生成的氣體的成分.
若要證明碳還原氧化銅生成的氣體中是否含有CO和CO2,上述裝置的連接順序是(裝置可重復(fù)使用):A→______→______→______→F→______→______.
實(shí)驗(yàn)中根據(jù)什么現(xiàn)象可判斷產(chǎn)生的氣體中含CO?
______,______.
反思:小明認(rèn)為上述裝置存在不完善之處,你認(rèn)為裝置還需如何改進(jìn)?
______
提出疑問2:碳還原氧化銅得到的紅色固體是否一定是銅?
查閱資料:①C也能將CuO還原為紅色固體Cu2O(該物質(zhì)的名稱為______)
②Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
猜想:(1)紅色固體只是Cu;
(2)紅色固體是______;
(3)紅色固體是______.
實(shí)驗(yàn)探究:
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取7.2g紅色固體放入燒杯中,向其中加入足量的稀硫酸,充分反應(yīng)后,靜置若無現(xiàn)象證明紅色固體是________
若______,______  證明紅色固體中肯定含有
_____,可能含有_____
為了進(jìn)一步確定可能含有的物質(zhì)是否存在,小華將反應(yīng)后的液體過濾,將濾渣洗滌干燥,稱得其質(zhì)量為3.2克,根據(jù)上述數(shù)據(jù)判斷紅色固體的成分是______.

解:碳還原氧化銅生成使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳?xì)怏w;
故答案為:二氧化碳(或CO2);
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】把還原氧化銅后的氣體通過澄清石灰水檢驗(yàn)氣體中的二氧化碳后通過氫氧化鈉溶液除去二氧化碳,為確定二氧化碳已完全除去可再次通過澄清石灰水進(jìn)行驗(yàn)證;確定氣體中不含二氧化碳后使用濃硫酸對(duì)氣體進(jìn)行干燥,干燥后的氣體能過灼熱的氧化銅,如果氣體中含有CO則黑色氧化銅變成紅色,把反應(yīng)后氣體再通入澄清石灰水,石灰水應(yīng)變渾濁;通過以上過程可證明氣體為一氧化碳和二氧化碳的混合氣體;
故答案為:A→B→D→B→F→C→B;
氣體通入灼熱氧化銅前的裝置B(即第二個(gè)B)中澄清石灰水不渾濁說明氣體中的二氧化碳已全部除去;通過灼熱氧化銅后盛放澄清石灰水(即第三個(gè)B)變渾濁可說明生成了二氧化碳,同時(shí)可觀察C中黑色固體變紅色;據(jù)此可說明氣體中含有CO;
故答案為:第二個(gè)B中石灰水不渾濁;第三個(gè)B中石灰水變渾濁;(也可加填“C中黑色固體變紅色”);
【反思】反應(yīng)后產(chǎn)生的尾氣中含有有毒氣體CO,直接排放會(huì)造成空氣污染,因此需要對(duì)尾氣進(jìn)行收集或直接燃燒處理;而裝置中缺少類似的處理裝置;
故答案為:在裝置最后放一盞酒精燈,點(diǎn)燃尾氣;
【查閱資料】根據(jù)化學(xué)式Cu2O可計(jì)算其中Cu元素為+1價(jià),稱為亞銅;
故答案為:氧化亞銅;
【猜想】木炭還原氧化銅有可能生成銅或氧化亞銅,因此可猜想反應(yīng)后生成物為:銅或氧化亞銅或銅與氧化亞銅的混合物;
故答案為:Cu2O;Cu2O和Cu的混合物;
【實(shí)驗(yàn)探究】稀硫酸不能與銅發(fā)生反應(yīng),而氧化亞銅可與稀硫酸反應(yīng)生成銅、硫酸銅和水;因此,當(dāng)無現(xiàn)象時(shí),說明固體中只含有銅;而溶液變成藍(lán)色時(shí),說明紅色固體中含有氧化亞銅;氧化亞銅與稀硫酸反應(yīng)生成的銅使溶液中出現(xiàn)的紅色銅不能確定原紅色粉末中是否一定含有銅;
故答案為:
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論
銅(或Cu)
無色溶液變藍(lán)色,仍有紅色固體剩余.一定有Cu2O,可能有Cu
假設(shè)7.2g紅色固體全部是Cu2O,反應(yīng)后生成銅的質(zhì)量為x
Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
144 64
7.2g x
解之得x=3.2g,與實(shí)驗(yàn)中反應(yīng)后生成的固體質(zhì)量相等;因此判斷紅色固體全部為氧化亞銅;
故答案為:紅色固體的成分是Cu2O.
分析:根據(jù)實(shí)驗(yàn)中所出現(xiàn)的“澄清石灰水變渾濁”,可判斷反應(yīng)后有二氧化碳?xì)怏w放出;
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】要證明碳還原氧化銅生成的氣體中是否含有CO和CO2,可把氣體先通過氫氧化鈉溶液除去二氧化碳,然后再通入灼熱的氧化銅并再次使用澄清石灰水進(jìn)行氣體二氧化碳的檢驗(yàn),若觀察到澄清石灰水變渾濁,可證明生成的氣體中含有CO;
【反思】CO氣體有毒,不經(jīng)處理而把混有CO的氣體直接排放會(huì)形成空氣污染,因此,裝置存在不足;
【查閱資料】根據(jù)化合價(jià)代數(shù)為零,可計(jì)算Cu2O中Cu為+1價(jià),+1價(jià)Cu稱為亞銅,因此該物質(zhì)被稱為氧化亞銅;
【猜想】根據(jù)C高溫下還原CuO可能生成Cu和Cu2O,則C還原CuO的生成物可能為Cu,也可能為Cu2O,還有可能為Cu、Cu2O的混合物;
【實(shí)驗(yàn)探究】根據(jù)所設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn):向紅色固體中加入足量稀硫酸,由于銅不能與稀硫酸發(fā)生反應(yīng)而Cu2O能與稀硫酸反應(yīng)生成銅和硫酸銅,反應(yīng)后溶液呈藍(lán)色說明固體中含有Cu2O;若無現(xiàn)象,則固體中只含有銅;
假設(shè)7.2g紅色固體全部是Cu2O計(jì)算銅的質(zhì)量,看是否等于3.2g;或假設(shè)所得3.2g全部是銅計(jì)算Cu2O的質(zhì)量,看是否等于7.2g,據(jù)此判斷紅色固體的組成成分.
點(diǎn)評(píng):在研究物質(zhì)組成時(shí),通過定性的探究實(shí)驗(yàn)不能確定某組成成分時(shí),可通過定量研究加以判斷;定量研究時(shí),質(zhì)量守恒思想是進(jìn)行推斷的根本依據(jù).
練習(xí)冊系列答案
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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

鈦具有許多神奇的性能而越來越引起人們的關(guān)注.常溫下鈦不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng),紅熱時(shí)卻可與許多常見非金屬單質(zhì)反應(yīng).鈦是航空、宇航、軍工、電工等方面的必需原料,地殼中含鈦礦石之一稱金紅石(TiO2),目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是:
第一步:金紅石、炭粉混合在高溫下通入氯氣制得TiCl4和一種可燃性氣體,該步化學(xué)方程式是
 
;
第二步:在氬氣的氣氛中,用過量鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng)制得金屬鈦,此反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:

鈦(Ti)因?yàn)榫哂性S多神奇的性能而越來越引起人們的關(guān)注,常溫下Ti不和非金屬、強(qiáng)酸反應(yīng),紅熱時(shí),卻可與許多非金屬單質(zhì)反應(yīng),鈦是航空、宇航、軍工、電力等方面的必需原料.地殼中含鈦礦石之一,稱金紅石(TiO2).
     目前大規(guī)模生產(chǎn)鈦的方法是:首先將金紅石、炭粉混合在高溫條件下通入氯氣制得TiCl4和一種可燃性氣體,該步反應(yīng)的化學(xué)方程式是
 
.第二是在氬氣的氣氛中,用過量的鎂在加熱條件下與TiCl4反應(yīng),制得金屬鈦.
(1)此反應(yīng)的化學(xué)方程式為
 

(2)如何由上述所得產(chǎn)物中獲得純凈金屬鈦,簡述主要實(shí)驗(yàn)步驟
 

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科目:初中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解

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→F→
 
 

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(2)紅色固體是
 
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_____,可能含有_____
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②Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
猜想:(1)紅色固體只是Cu;    
(2)紅色固體是
 

(3)紅色固體是
 

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實(shí)驗(yàn)操作 實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取7.2g紅色固體放入燒杯中,向其中加入足量的稀硫酸,充分反應(yīng)后,靜置 若無現(xiàn)象 證明紅色固體是
 
 

 
證明紅色固體中肯定含有
 
,可能含有
 
為了進(jìn)一步確定可能含有的物質(zhì)是否存在,小華將反應(yīng)后的液體過濾,將濾渣洗滌干燥,稱得其質(zhì)量為3.2克,根據(jù)上述數(shù)據(jù)判斷紅色固體的成分是
 

計(jì)算過程如下:
 

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