Question

【題目】（題文）某課外興趣班同學(xué)用圖甲實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。（試劑均足量，假設(shè)各步反應(yīng)均完全，裝置可重復(fù)使用，部分夾持裝置已省略，組合裝置氣密性良好。）

（探究一）甲組同學(xué)利用A裝置制備O2，并利用制得的O2驗(yàn)證B中的黑色粉末是否炭粉。

（1）A中反應(yīng)的化學(xué)方程式是__________。

（2）為完成此實(shí)驗(yàn)，除用裝置A、B外，還需要C裝置，該裝置中應(yīng)盛__________（填藥品名稱），該裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________。

（探究二）乙組同學(xué)利用圖甲裝置改裝成了圖乙裝置，A裝置燒瓶內(nèi)儲(chǔ)存的氣體可能是CO、CO2、CH4中的一種或幾種，為確定燒瓶內(nèi)氣體的成分，乙組同學(xué)進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)：

資料：CH4與CuO在加熱條件下反應(yīng)，生成一種金屬單質(zhì)、二氧化碳和水。

Ⅰ．裝置B的玻璃管中盛入足量的CuO固體；

Ⅱ．將3.0g足量的NaOH濃溶液通過分液漏斗滴入燒瓶中，充分反應(yīng)；

Ⅲ．按A→C→B→C→…的順序連接成裝置圖乙，打開K1，從K1處通入氮?dú)�，再打開K2，加熱B裝置中足量的CuO固體，充分反應(yīng)（反應(yīng)前裝置內(nèi)空氣已排盡）；

Ⅳ．反應(yīng)結(jié)束后，測(cè)得燒瓶中溶液的質(zhì)量為3.1g，B裝置中固體的質(zhì)量減少了0.48g，第二個(gè)C裝置的質(zhì)量增加了0.18g。

（3）寫出CH4與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式__________。

（4）兩個(gè)裝置C中試劑應(yīng)相同，第一個(gè)裝置C中試劑的作用是__________，通過數(shù)據(jù)分析，燒瓶中氣體的成分是__________。

（探究三）丙組同學(xué)利用圖甲裝置改裝成了圖丙裝置，實(shí)驗(yàn)時(shí)通入足量的CO，對(duì)“氧化鐵和銅粉”混合物進(jìn)行了一系列的探究。

（5）玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__________，該實(shí)驗(yàn)的一個(gè)明顯缺陷是__________。

（6）最后該組同學(xué)還對(duì)玻璃管內(nèi)剩余的固體按如圖丁流程進(jìn)行探究：

①有色溶液B中的溶質(zhì)有__________（填化學(xué)式）；

②請(qǐng)你根據(jù)該組同學(xué)得出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算出固體X中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少__________？（寫出計(jì)算過程）

③老師發(fā)現(xiàn)根據(jù)該組同學(xué)的數(shù)據(jù)計(jì)算出的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果偏大，請(qǐng)你分析該組同學(xué)在操作中存在的失誤是__________。

Answer 1

【答案】2H2O22H2O+O2↑。澄清石灰水；Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。吸收水蒸氣；CO、CO2、CH4。Fe2O3+3CO2Fe+3CO2；沒有處理尾氣。FeCl2、HCl。26.3%。沒有洗滌固體C。

【解析】

（1）A中過氧化氫在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2H2O22H2O+O2↑。

（2）為完成此實(shí)驗(yàn)，除用裝置A、B外，還需要C裝置，該裝置中應(yīng)盛澄清石灰水，用來檢驗(yàn)反應(yīng)是否生成二氧化碳，該裝置中氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O。

（3）CH4與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為：4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。

（4）兩個(gè)裝置C中試劑應(yīng)相同，應(yīng)該是濃硫酸，第一個(gè)裝置C中試劑的作用是吸收水蒸氣；

通過數(shù)據(jù)分析可知，測(cè)得燒瓶中溶液的質(zhì)量為3.1g，說明氣體中含有二氧化碳，并且二氧化碳的質(zhì)量為：3.1g﹣3.0g=0.1g；

第二個(gè)C裝置的質(zhì)量增加了0.18g，說明甲烷和氧化銅反應(yīng)生成了0.18g的水，

設(shè)反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量為x，

=

x=1.6g，

1.6g氧化銅中氧元素質(zhì)量為：1.6g×=0.32g，

B裝置中固體的質(zhì)量減少了0.48g，說明氧化銅中氧元素質(zhì)量減少了0.48g，進(jìn)一步說明氧化銅和一氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，并且和一氧化碳反應(yīng)的氧元素質(zhì)量為：0.48g﹣0.32g=0.16g，因此燒瓶中氣體的成分是CO、CO2、CH4。

（5）玻璃管內(nèi)氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2，該實(shí)驗(yàn)的一個(gè)明顯缺陷是沒有處理尾氣。

（6）①有色溶液是鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成的氯化亞鐵溶液，B中的溶質(zhì)有鐵和稀鹽酸反應(yīng)生成的氯化亞鐵和過量的氯化氫。

②設(shè)鐵質(zhì)量為y，

固體C是銅，銅的質(zhì)量是4g，

固體X中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是：×100%=26.3%，

答：固體X中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是26.3%。

③老師發(fā)現(xiàn)根據(jù)該組同學(xué)的數(shù)據(jù)計(jì)算出的銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，結(jié)果偏大，該組同學(xué)在操作中存在的失誤是沒有洗滌固體C。