某研究性學習小組在學習金屬鐵的知識后,為了解銅及其常見化合物的性質(zhì),運用類比的思想提出了如下問題,并進行探究。請幫助完成下列有關(guān)研究并填寫有關(guān)空白。
(1)【提出問題】
①鐵能與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣,銅能嗎?銅與濃硫酸會發(fā)生反應(yīng)嗎?
②鐵在潮濕的空氣中易生銹,銅“生銹”需要什么條件?
③氧化鐵能夠被一氧化碳還原,氧化銅可以嗎?氧化銅能直接轉(zhuǎn)化為氫氧化銅嗎?氧化銅還有哪些性質(zhì)?
④有哪些途徑可以由銅逐步轉(zhuǎn)變?yōu)闅溲趸~?
(2)【查閱資料與問題解決】
①銅不能與稀硫酸發(fā)生置換反應(yīng),是因為在金屬活動性順序表中,銅排在 之后。 銅能與濃硫酸發(fā)生反應(yīng),其反應(yīng)方程式為: Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2H2O+SO2↑此反應(yīng)中化合價升高的元素是 。
②銅在潮濕的空氣中也能“生銹”形成銅綠,銅綠的主要成分為Cu2 (OH)2 CO3。由此可以推測:銅“生銹”過程中,參與反應(yīng)的物質(zhì)有銅、氧氣、水和 。
③氧化銅可以在加熱的條件下被一氧化碳等還原成銅,其與一氧化碳反應(yīng)的化學方程式為;氧化銅不能與水反應(yīng)生成氫氧化銅,但能與硫酸、鹽酸等發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)形成相應(yīng)的銅鹽;在高溫下,氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅(Cu2O)和氧氣,反應(yīng)的化學方程式為 。
④由銅轉(zhuǎn)化為氫氧化銅,從化學反應(yīng)的原理看,可以是流程I:
也可以是流程II:
與流程I相比,流程Ⅱ的優(yōu)點是 和 。
還可以有更多的流程。若流程Ⅲ與流程I相比,也是兩步反應(yīng),但第一步與銅反應(yīng)的
試劑不同,則流程Ⅲ中第一步反應(yīng)的化學方程式為 。
①氫.銅.
②二氧化碳.
③ CuO+COCu+CO2; 4CuO2Cu2O+O2↑.
④安全、環(huán)保.
Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
解析試題分析:(2)①在金屬活動性順序表中排在氫后面的金屬不能與硫酸發(fā)生置換反應(yīng)生成氫氣。
在反應(yīng)“Cu+2H2SO4(濃) △ CuSO4+2H2O+SO2↑”中銅元素的化合價由反應(yīng)前的零價升高為反應(yīng)后的+2價。
②銅綠的主要成分為Cu2 (OH)2 CO3,其中含有銅、氧、氫、碳等元素。所以銅“生銹”過程中,參與反應(yīng)的物質(zhì)除有銅、氧氣、水之外,還應(yīng)該有一種含碳元素且空氣中含有的物質(zhì)—二氧化碳。
③氧化銅可以在加熱的條件下被一氧化碳等還原成銅,其與一氧化碳反應(yīng)的化學方程式為:CuO+COCu+CO2;
在高溫下,氧化銅能分解成磚紅色的氧化亞銅(Cu2O)和氧氣,反應(yīng)的化學方程式為:4CuO2Cu2O+O2↑.
④流程Ⅱ使用的是稀硫酸,與流程I使用濃硫酸相比的優(yōu)點有:安全(濃硫酸的強腐蝕性)、環(huán)保(濃硫酸與銅反應(yīng)生成的二氧化硫會造成空氣污染)。
流程Ⅲ中第一步與銅反應(yīng)的物質(zhì)應(yīng)為在金屬活動性表中排在銅后面的金屬的鹽溶液,即硝酸銀。所以反應(yīng)的化學方程式為:Cu+2AgNO3=Cu(NO3)2+2Ag
考點:科學探究
點評:本題結(jié)合科學探究考查了質(zhì)量守恒定律、金屬的化學性質(zhì)、實驗方案的設(shè)計等知識點。
科目:初中化學 來源: 題型:探究題
某化學興趣小組探究常溫下碳酸鈉飽和溶液的酸堿度.
【猜想與假設(shè)】溶液的pH可能是(填入你的猜想與假設(shè)):
①pH>7;②pH ;③pH .
[設(shè)計與實驗]小方、小鐘、小陳三位同學進行了如下實驗:
小方:取pH試紙于玻璃片上,用玻璃棒蘸取碳酸鈉溶液沾在pH試紙上,測得pH>7.
小鐘:取pH試紙于玻璃片上,先用蒸餾水潤濕pH試紙,然后用玻璃棒蘸取碳酸鈉溶液沾在pH試紙上,測得pH>7.
小陳:取pH試直接浸入碳酸鈉溶液中,測得pH>7.
【評價】以上三位同學中操作規(guī)范的是 同學,其余兩位同學操作上的錯誤是 ; .
【結(jié)論】從物質(zhì)的類別看,碳酸鈉是一種 (填“酸”或“堿”或“鹽”),它的溶液顯堿性,說明顯堿性的溶液 (填“一定”或“不一定”)是堿的溶液.
【應(yīng)用】根據(jù)碳酸鈉溶液顯堿性,說出它在日常生活中的一種用途: .
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科目:初中化學 來源: 題型:探究題
化學興趣小組同學發(fā)現(xiàn)實驗臺上按如圖所示順序擺放著6瓶不同的無色溶液(如圖所示:A、B、C、D、E、F代表對應(yīng)的溶液).其中E溶液的試劑瓶標簽破損.為此,他們做了如下探究:
【提出問題】E溶液的成分是什么?
【初步判斷】根據(jù)受損標簽及實驗室藥品分類擺放原則,E溶液不可能是 (填序號).①酸;②堿;③鹽.
【提出猜想】猜想Ⅰ:NaOH溶液;猜想Ⅱ:Na2CO3溶液;猜想Ⅲ:Na2SO4溶液;猜想Ⅳ: 溶液(任寫一種).
【設(shè)計并實驗】興趣小組的同學為驗證“猜想Ⅱ”是否正確,設(shè)計并完成如下表所示實驗.
實驗方案 | 實驗一 | 實驗二 | 實驗三 |
實驗操作 | |||
實驗現(xiàn)象 | 試紙變色,對照比色卡,pH>7 | 有無色無味氣體產(chǎn)生 | 有白色沉淀產(chǎn)生 |
實驗結(jié)論 | 猜想Ⅱ正確 |
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科目:初中化學 來源: 題型:探究題
愛探究的聰聰做了一個家庭小實驗:將盛有部分雪碧(碳酸飲料)的飲料瓶的瓶蓋上插入一根長吸管,吸管的另一端伸入裝有少量澄清石灰水的杯子里,將飲料瓶放在一裝有NaOH固體的容器內(nèi),然后向容器內(nèi)緩緩注入一定量的水,如圖所示:
請回答:(1)杯子中的現(xiàn)象是 澄清石灰水變渾濁 ,其反應(yīng)方程式為 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O ;
(2)說明:NaOH固體溶解時 (填“吸”或“放”)熱,CO2的溶解度隨溫度的 .
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科目:初中化學 來源: 題型:探究題
閩東毗鄰東海,海洋資源十分豐富.從海水中提取氯化鈉并以氯化鈉和水為原料制取氫氧化鈉、氯氣等物質(zhì)的工藝流程圖如下:
某興趣小組進行如下實驗:
【實驗一】除去粗鹽中的不溶性雜質(zhì)
步驟一:用托盤天平稱取5.0g粗鹽,用藥匙將該粗鹽逐漸加入盛10mL水的燒杯中,邊加邊用玻璃棒攪拌,一直加到粗鹽不再溶解為止.稱量剩下的粗鹽質(zhì)量為1.4g
步驟二:經(jīng)過過濾、蒸發(fā),得到3.2g精鹽.
(1)計算精鹽的產(chǎn)率 (保留一位小數(shù)).
(2)該小組測得的產(chǎn)率偏低,可能的原因是 .
A.溶解時未充分攪拌
B.蒸發(fā)時水分未蒸干
C.蒸發(fā)時鹽粒濺出蒸發(fā)皿
(3)步驟一、二的部分操作如圖所示,其中錯誤的是 (填字母序號).
【實驗二】探究工藝流程圖步驟Ⅱ所得的氯化鈉溶液中MgCl2是否除盡,溶液中是否含有CaCl2
[查閱資料]有關(guān)物質(zhì)的溶解性表(20℃)
陰離子 陽離子 | OH﹣ | |
Ca2+ | 微 | 不 |
Mg2+ | 不 | 微 |
實驗步驟 | 實驗現(xiàn)象 | 實驗結(jié)論 |
步驟一:取一定量的氯化鈉溶液于試管中,加入適量的NaOH溶液 | 無明顯現(xiàn)象 | 說明MgCl2 (填“已”或“未”)除盡 |
步驟二:往步驟一所得溶液中加入適量的 溶液 | 產(chǎn)生白色沉淀 | 說明溶液中含有CaCl2 |
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科目:初中化學 來源: 題型:探究題
某研究性學習小組的同學用電解水的方法測定水的組成后,提出問題:“測定水的組成還有其他的方法嗎?”經(jīng)過討論后,得到了肯定的答案,邀請你一起對此展開探究。
[設(shè)計方案]甲同學利用氫氣還原氧化銅的原理和下圖裝置及藥品進行實驗(操作規(guī)范)。裝置A中發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為 ,洗氣瓶B中濃硫酸的作用為
[實驗探究]當玻璃管中固體由黑色轉(zhuǎn)變?yōu)榧t色時,實驗測得:①裝置C的玻璃管和其中固體的總質(zhì)量在反應(yīng)后減少了1.6g;②裝置D的干燥管和其中物質(zhì)的總質(zhì)量在反應(yīng)后增加了1.82g,用此數(shù)據(jù)算得水中H、O元素的質(zhì)量比為 ,而由水的化學式算得H、O元素的質(zhì)量比為 。
[分析交流]針對上述結(jié)果與理論值有偏差,乙同學認為:該裝置存在缺陷,此觀點得到了大家的認同,你對此改進的方法是 (假設(shè)生成的水完全被D中堿石灰吸收,裝置內(nèi)空氣中的水蒸氣、CO2忽略不計)。小組同學用改進后的裝置重新實驗得到了正確結(jié)果。
[意外發(fā)現(xiàn)]丙同學不小心將反應(yīng)后的少量紅色固體a灑落到多量稀硫酸中了,發(fā)現(xiàn)除了有紅色固體b以外,溶液的顏色由無色變?yōu)樗{色。
[提出問題]銅與稀硫酸是不反應(yīng)的,這里溶液的顏色為什么會變藍呢?
[查閱資料]①CuO被還原的過程中會有Cu2O生成,Cu2O也能被還原在Cu;
②Cu2O固體是紅色的,它一稀硫酸的反應(yīng)為:
Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.
[得出結(jié)論]紅色固體a中含有Cu2O。
[分析交流]紅色固體a中含有Cu2O是否會影響水組成的測定結(jié)果 (填“影響”或“不影響”)。
[提出猜想]針對紅色固體a的成分,小組同學提出猜想①是:Cu2O和Cu;猜想②是: 。
[拓展探究]丁同學利用改進后的裝置及藥品重新實驗,通過測量反應(yīng)前后固體質(zhì)量的方法去確定哪種猜想成立,他已稱得:①玻璃管的質(zhì)量;②反應(yīng)前紅色固體a和玻璃管的總質(zhì)量,完全反應(yīng)后,你認為他還需要稱量 的質(zhì)量。
[教師點撥]稱取一定質(zhì)量的紅色固體a與足量的稀硫酸充分反應(yīng)后,經(jīng)過濾、洗滌、干燥后再稱量紅色固體b的質(zhì)量,也可以確定哪種猜想成立。
[定量分析]小組同學再次實驗,他們開始稱取質(zhì)量為3.6g的紅色固體a,與足量的稀硫酸完全反應(yīng)后得到紅色固體b為2g 。假如3.6g紅色固體a都是Cu2O,請你計算出生成銅的質(zhì)量(利用Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O.進行計算,寫出計算過程);然后,通過與實際得到的固體2g進行比較,判斷猜想 成立(填①或②)。
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科目:初中化學 來源: 題型:探究題
倉庫中有一包氮肥的包裝標簽?zāi):磺,有同學進行了以下探究:
(1)操作③用玻棒攪拌的目的是 。
(2)請完成下表(已知AgCl和BaSO4是難溶于水和酸的白色固體):
| 假設(shè)和現(xiàn)象 | 判斷和化學方程式 |
a | 若現(xiàn)象I為無氨味。 | 則樣品中不含________________(填名稱)。 |
b | 由操作②現(xiàn)象判斷。 | 該樣品一定含有__________離子。 |
c | 若現(xiàn)象Ⅲ為白色沉淀,現(xiàn)象Ⅳ為無沉淀。 | 則樣品中含有 (寫名稱),該反應(yīng)的化學方程式為 。 |
d | 若現(xiàn)象Ⅲ為“無沉淀”,現(xiàn)象Ⅳ為白色沉淀。 | 則樣品中含有 (寫化學式),該反應(yīng)的化學方程式為 。 |
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科目:初中化學 來源: 題型:探究題
某實驗小組的同學用氫氧化鈣溶液和鹽酸進行酸堿中和反應(yīng)的實驗時,向燒杯中的氫氧化鈣溶液加入稀鹽酸一會后,發(fā)現(xiàn)忘記了滴加指示劑。因此,他們停止滴加稀鹽酸,并對燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)成分進行探究。
Ⅰ、寫出該中和反應(yīng)的化學方程式: ① 。
Ⅱ、探究燒杯內(nèi)溶液中溶質(zhì)的成分。
【提出問題】該燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)是什么?
【猜想】猜想一:可能是CaCl2和Ca(OH)2;猜想二:可能只有CaCl2;猜想三: ② 。
【查閱資料】氯化鈣溶液呈中性。
【進行實驗】
實驗步驟:取少量燒杯內(nèi)溶液于試管中,滴入幾滴酚酞溶液,振蕩
實驗現(xiàn)象: ③ 結(jié)論:猜想一不正確
實驗步驟:實驗步驟取少量燒杯內(nèi)溶液于另一支試管中,逐滴加入碳酸鈉溶液至過量
實驗現(xiàn)象: ④ 結(jié)論:猜想二不正確,猜想三正確
【反思與拓展】
(1)在分析化學反應(yīng)后所得物質(zhì)成分時,除考慮生成物外還需考慮 ⑤ 。
(2)根據(jù)所學化學知識,驗證燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)含有HCl,除以上方案外,下列哪些物質(zhì)單獨使用也能完成該實驗? ⑥ (填序號)
a.pH試紙 b.銅 c.紫色石蕊溶液 d.硝酸銀溶液
(3)燒杯中的溶液未經(jīng)處理直接倒入下水道,可能造成的危害是 ⑦ (寫一條)。要處理燒杯內(nèi)溶液,使其溶質(zhì)只含有CaCl2,應(yīng)向燒杯中加入過量的 ⑧ 。
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科目:初中化學 來源: 題型:單選題
人們學習和研究化學,都是希望化學給人們帶來正能量,但是在生活中常有些不法分子不是利用化學來造福人類,而是危害人類,下列做法嚴重危害人類的是( 。
A.利用化學合成各種藥品治療疾病 |
B.研制各種化肥用于種植莊稼 |
C.用SO2漂白已霉變的食品,使其顏色好看 |
D.在月餅包裝盒內(nèi)放置CaO干燥包 |
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