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拉分练07金属冶炼基础实验拓展与提升
1.化学兴趣小组开展“还原氧化铁”相关实验探究。
(1)【探究1】探究焦炭粉还原氧化铁的气体生成物。
查阅资料:新鲜的鸡血遇一氧化碳由暗红色变为樱桃红色。
如图所示,甲组同学在硬质玻璃管中加入氧化铁粉末和焦炭粉,打开K1、K2,通入一会儿氮气后,关闭K1,在K2连接的导管上方套一个气球,点燃酒精喷灯。
一段时间后观察到澄清石灰水变浑浊,证明有 生成。
(2)反应结束后关闭K2,取下气球,将其中的气体通入新鲜的鸡血中,观察到 ,证明有一氧化碳生成。
(3)结合上述分析,硬质玻璃管中发生反应的化学方程式有:
、 (写一个)。
(4)相较于直形导管,图1中选用球形导管的优点是 。
(5)【探究2】探究焦炭粉和活性炭粉还原氧化铁的效率。
乙组同学利用图装置(已关闭K2),称量两份质量相同的氧化铁粉末,分别与足量的焦炭粉和活性炭粉混合进行反应,记录固体完全变黑的时间为t1和t2,并用一氧化碳传感器测得装置内一氧化碳的含量(1ppm=1mg/L)如图所示。
乙组同学发现t1>t2,由此可得出的实验结论是 。
(6)乙组同学从环保角度考虑,认为活性炭粉和氧化铁反应更合适,请结合图解释其原因: 。
(7)图中100s~300s之间一氧化碳含的变化趋势明显不同,150s后曲线Ⅰ反应生成的一氧化碳含量有明显的上升,原因可能是 。
2.某小组对教材木炭还原氧化铜实验进行探究。
(1)实验一:改进实验装置如图所示,先加热炭粉,一段时间后将酒精灯移至CuO处加热,酒精灯上加网罩的目的是 ;请写出将酒精灯移至CuO处加热发生反应的化学方程式 。
(2)实验二:为探究木炭与氧化铜反应的气体产物有哪些,该小组同学展开如下探究。
【猜想假设】猜想1:CO2;猜想2:CO;猜想3:CO2和CO;
【设计实验】小组同学按下图装置进行实验。实验过程中不断向装置内通入氮气的目的是 ;观察到B处石灰水变浑浊,则有 生成,B2处观察到 现象,则有CO生成。
(3)实验三:数字传感器探究木炭与氧化铜反应的气体产物
实验小组将C和CuO粉末按照不同的质量比置于充满氦气的密闭容器内反应,并用CO2和CO传感器测得各气体的量随时间的变化曲线如下图所示:
①从环保角度考虑,该实验中CuO与C的最佳质量比为 。
②根据理论计算,CuO与C反应既有CO2生成,也有CO生成,则参加反应的CuO与C的质量比n的范围是 。
3.木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下图所示,某兴趣小组的同学对实验做进一步探究。
(1)甲图中酒精灯上网罩的作用是 。
(2)写出乙图中澄清石灰水发生反应的化学方程式 。
(3)(查阅资料)
木炭、一氧化碳分别与氧化铜反应也可能生成氧化亚铜(Cu2O)
氧化亚铜是红色固体,能与稀硫酸反应:
据此资料,兴趣小组的同学进行了以下两个探究:
将甲图所示实验中的试管冷却后,观察到黑色固体全部变为红色。取3.6g红色固体于试管中,滴加足量 ,充分反应,观察到 ,再将试管中的物质过滤,将滤渣洗涤、干燥、称量,若称得滤渣质量为 时,则得出红色固体是Cu和Cu2O混合物的结论。
(4)为确定CO和CuO反应的最佳温度,小组同学利用原位X射线粉末衍射仪来测定不同温度下反应4小时后的固体物质成分,实验结果如图所示,据图回答下列问题:
①400℃时,反应的固体产物中含有Cu和 。
②600℃时,该反应的化学方程式为 。
③用CO还原CuO制取纯净的Cu,反应温度至少要控制在 ℃以上。
(5)(拓展延伸)
甲图所示实验中,若发生的反应为: 。下图表示的是一定质量的CuO和C恰好完全