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本章复习课(二)——实践探究
探究一 金属的氧化和金属氧化物的还原
典例1 如图所示是CO还原氧化铁的“微型”实验装置(夹持仪器等已省略)。已知:HCOOHH2O+CO↑,下列说法中,不正确的是( D )
典例1图
A.实验中所需CO可现制现用
B.此装置可节约药品,污染小,现象明显
C.实验时先挤压软塑料滴瓶,再点燃酒精喷灯
D.该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和置换反应
变式1-1 如图所示为纯净的CO气体与氧化铜反应制取铜的实验装置。请分析并回答下列问题:
变式1-1图
(1)在对A中氧化铜进行加热前,需要先通一段时间的CO气体,其目的是__排尽管内的空气,防止加热时发生爆炸__。
(2)查阅资料得知:CO气体与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜(Cu2O);铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体;Cu2O+H2SO4===CuSO4+Cu+H2O。
小科为了探究反应所得红色固体的成分,进行了如下实验:
实验操作
实验现象
实验结论
步骤一
取20 g红色固体于烧杯中,加入足量稀硫酸
①__溶液变为蓝色,红色固体部分溶解__
红色固体可能是氧化亚铜,也可能是铜和氧化亚铜
步骤二
将步骤一反应所得的混合物经过滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量
剩余红色固体质量为16 g
20 g红色固体中,铜和氧化亚铜的质量比为②__16∶9__
变式1-2 早在春秋战国时期,我国就开始生产和使用铁器,从1世纪起,铁便成了一种最主要的金属材料。炼铁的原理是利用一氧化碳与氧化铁反应。小张同学在实验室利用如图所示装置来进行冶炼铁的实验。
变式1-2图
查阅资料得知:
①一氧化碳还原氧化铁的反应是分步进行的:
3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2
Fe3O4+CO3FeO+CO2
FeO+COFe+CO2
②Fe3O4、FeO都为黑色,Fe3O4有磁性,FeO没有磁性。
③铁的氧化物与盐酸反应生成可溶性物质和水,无气体生成。
请回答下列问题:
(1)从安全角度考虑,下列操作顺序正确的是__A__(填字母)。
A.先通入CO再点燃酒精喷灯
B.先点燃酒精喷灯再通入CO
(2)实验过程中装置B的实验现象为__澄清石灰水变浑浊__。
(3)用化学方程式解释装置C的作用:__2CO+O22CO2__。
(4)实验结束后,小张同学在硬质玻璃管中得到黑色粉末,请设计实验证明该黑色粉末中含有单质铁:__取少量黑色粉末放到试管中,再加入适量稀盐酸,如产生气泡,证明黑色粉末是单质铁__。
(5)其他条件不变,小吴同学将酒精喷灯改为酒精灯进行实验,实验结束后未检测到有单质铁生成,试分析主要原因是__酒精灯燃烧的温度太低__。
【解析】 (1)该实验中,应先通CO,排尽装置中的空气,再点燃酒精喷灯,避免点燃一氧化碳与空气的混合气体发生爆炸。(2)实验过程中,装置B的反应是装置A中生成的二氧化碳与澄清石灰水中的氢氧化钙反应生成的碳酸钙沉淀和水,碳酸钙沉淀使澄清石灰水变浑浊。(3)装置C中的酒精灯能够使尾气中残留的一氧化碳与空气中的氧气发生燃烧生成二氧化碳避免一氧化碳逸散到空气中污染空气。(4)由题文可知,铁的氧化物与盐酸反应生成可溶性物质和水,无气体生成,而铁能够与盐酸反应生成氯化亚铁和氢气产生气泡,所以证明该黑色粉末中含有单质铁的方法是取少量黑色粉末放到试管中,再加入适量稀盐酸,如产生气泡,证明黑色粉末是单质铁。(5)反应中最终生成铁需要温度高于700 ℃,而酒精灯燃烧的温度较低,达不到700 ℃,不能使反应生成铁,故填酒精灯燃烧的温度太低。
探究二 单质、氧化物、酸(碱)的相互转化
典例2 初中科学中几种常见物质的相互转化关系如图所示。其中A是常见黑色固体单质,B是常见液体化合物,化合物C和单质D均为可燃气体,X为红色固体氧化物,C与X的反应常用于工业上冶炼金属,Z为硫酸盐,其溶液为蓝色。请根据推断回答下列问题:
典例2图
(1)G溶液的颜色为__浅绿色__,图中反应I到IV中属于置换反应的有__3__个。
(2)A+B→C+D的化学方程式为__C+H2OH2+CO__。
(3)Na与O2在不同条件下可生成Na2O或Na2O2,Na2O2中氧元素的化合价为__-1价__,Na2O的化学性质与CaO相似,分步写出Na2O与Z溶液反应的化学方程式:__Na2O+H2O===2NaOH__,__2NaOH+CuSO4===Na2SO4+Cu(OH)2↓__。
变式2-1 如图所示,同学们通过搭积木的游戏来建立几种物质之间的联系。X、Y、Z都是由2种或3种元素组成的常见化合物。游戏规则:下面物质可以转化成相邻的上面物质。
变式2-1图
(1)若向Y里滴加稀盐酸至过量,溶液的总质量不变,但发生了化学反应,则反应后溶液中的溶质是__C