问题详情:
某课外兴趣班同学用图*实验装置进行如下实验。(试剂均足量,假设各步反应均完全,装置可重复使用,部分夹持装置已省略,组合装置气密*良好。)
(探究一)*组同学利用A装置制备O2,并利用制得的O2验*B中的黑*粉末是否炭粉。
(1)A中反应的化学方程式是__________。
(2)为完成此实验,除用装置A、B外,还需要C装置,该装置中应盛__________(填*品名称),该装置中发生反应的化学方程式为__________。
(探究二)乙组同学利用图*装置改装成了图乙装置,A装置烧瓶内储存的气体可能是CO、CO2、CH4中的一种或几种,为确定烧瓶内气体的成分,乙组同学进行如下实验:
资料:CH4与CuO在加热条件下反应,生成一种金属单质、二氧化碳和水。
Ⅰ.装置B的玻璃管中盛入足量的CuO固体;
Ⅱ.将3.0g足量的NaOH浓溶液通过分液漏斗滴入烧瓶中,充分反应;
Ⅲ.按A→C→B→C→…的顺序连接成装置图乙,打开K1,从K1处通入氮气,再打开K2,加热B装置中足量的CuO固体,充分反应(反应前装置内空气已排尽);
Ⅳ.反应结束后,测得烧瓶中溶液的质量为3.1g,B装置中固体的质量减少了0.48g,第二个C装置的质量增加了0.18g。
(3)写出CH4与CuO反应的化学方程式__________。
(4)两个装置C中试剂应相同,第一个装置C中试剂的作用是__________,通过数据分析,烧瓶中气体的成分是__________。
(探究三)*组同学利用图*装置改装成了图*装置,实验时通入足量的CO,对“氧化铁和铜粉”混合物进行了一系列的探究。
(5)玻璃管内发生反应的化学方程式为__________,该实验的一个明显缺陷是__________。
(6)最后该组同学还对玻璃管内剩余的固体按如图丁流程进行探究:
①有*溶液B中的溶质有__________(填化学式);
②请你根据该组同学得出的实验数据,计算出固体X中铜的质量分数是多少__________?(写出计算过程)
③老师发现根据该组同学的数据计算出的铜的质量分数,结果偏大,请你分析该组同学在*作中存在的失误是__________。
【回答】
2H2O22H2O+O2↑。 澄清石灰水; Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。 4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。 吸收水蒸气; CO、CO2、CH4。 Fe2O3+3CO2Fe+3CO2; 没有处理尾气。 FeCl2、HCl。 26.3%。 没有洗涤固体C。
【详解】
(1)A中过氧化*在二氧化锰催化作用下分解生成水和氧气,反应的化学方程式是:2H2O22H2O+O2↑。
(2)为完成此实验,除用装置A、B外,还需要C装置,该装置中应盛澄清石灰水,用来检验反应是否生成二氧化碳,该装置中*氧化钙和二氧化碳反应生成碳*钙沉淀和水,发生反应的化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。
(3)CH4与CuO反应的化学方程式为:4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。
(4)两个装置C中试剂应相同,应该是浓硫*,第一个装置C中试剂的作用是吸收水蒸气;
通过数据分析可知,测得烧瓶中溶液的质量为3.1g,说明气体中含有二氧化碳,并且二氧化碳的质量为:3.1g﹣3.0g=0.1g;
第二个C装置的质量增加了0.18g,说明**和氧化铜反应生成了0.18g的水,
设反应的氧化铜质量为x,
=
x=1.6g,
1.6g氧化铜中氧元素质量为:1.6g×=0.32g,
B装置中固体的质量减少了0.48g,说明氧化铜中氧元素质量减少了0.48g,进一步说明氧化铜和一氧化碳发生了反应,并且和一氧化碳反应的氧元素质量为:0.48g﹣0.32g=0.16g,因此烧瓶中气体的成分是CO、CO2、CH4。
(5)玻璃管内氧化铁和一氧化碳反应生成铁和二氧化碳,发生反应的化学方程式为:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,该实验的一个明显缺陷是没有处理尾气。
(6)①有*溶液是铁和稀盐*反应生成的*化亚铁溶液,B中的溶质有铁和稀盐*反应生成的*化亚铁和过量的*化*。
②设铁质量为y,
固体C是铜,铜的质量是4g,
固体X中铜的质量分数是:×100%=26.3%,
答:固体X中铜的质量分数是26.3%。
③老师发现根据该组同学的数据计算出的铜的质量分数,结果偏大,该组同学在*作中存在的失误是没有洗涤固体C。
知识点:氧气
题型:科学探究题