問題詳情:
某課外興趣班同學用圖*實驗裝置進行如下實驗。(試劑均足量,假設各步反應均完全,裝置可重複使用,部分夾持裝置已省略,組合裝置氣密*良好。)
(探究一)*組同學利用A裝置製備O2,並利用製得的O2驗*B中的黑*粉末是否炭粉。
(1)A中反應的化學方程式是__________。
(2)為完成此實驗,除用裝置A、B外,還需要C裝置,該裝置中應盛__________(填*品名稱),該裝置中發生反應的化學方程式為__________。
(探究二)乙組同學利用圖*裝置改裝成了圖乙裝置,A裝置燒瓶內儲存的氣體可能是CO、CO2、CH4中的一種或幾種,為確定燒瓶內氣體的成分,乙組同學進行如下實驗:
資料:CH4與CuO在加熱條件下反應,生成一種金屬單質、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;
Ⅲ.按A→C→B→C→…的順序連接成裝置圖乙,打開K1,從K1處通入氮氣,再打開K2,加熱B裝置中足量的CuO固體,充分反應(反應前裝置內空氣已排盡);
Ⅳ.反應結束後,測得燒瓶中溶液的質量為3.1g,B裝置中固體的質量減少了0.48g,第二個C裝置的質量增加了0.18g。
(3)寫出CH4與CuO反應的化學方程式__________。
(4)兩個裝置C中試劑應相同,第一個裝置C中試劑的作用是__________,通過數據分析,燒瓶中氣體的成分是__________。
(探究三)*組同學利用圖*裝置改裝成了圖*裝置,實驗時通入足量的CO,對“氧化鐵和銅粉”混合物進行了一系列的探究。
(5)玻璃管內發生反應的化學方程式為__________,該實驗的一個明顯缺陷是__________。
(6)最後該組同學還對玻璃管內剩餘的固體按如圖丁流程進行探究:
①有*溶液B中的溶質有__________(填化學式);
②請你根據該組同學得出的實驗數據,計算出固體X中銅的質量分數是多少__________?(寫出計算過程)
③老師發現根據該組同學的數據計算出的銅的質量分數,結果偏大,請你分析該組同學在*作中存在的失誤是__________。
【回答】
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。
【詳解】
(1)A中過氧化*在二氧化錳催化作用下分解生成水和氧氣,反應的化學方程式是:2H2O22H2O+O2↑。
(2)為完成此實驗,除用裝置A、B外,還需要C裝置,該裝置中應盛澄清石灰水,用來檢驗反應是否生成二氧化碳,該裝置中*氧化鈣和二氧化碳反應生成碳*鈣沉澱和水,發生反應的化學方程式為:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O。
(3)CH4與CuO反應的化學方程式為:4CuO+CH44Cu+CO2+2H2O。
(4)兩個裝置C中試劑應相同,應該是濃硫*,第一個裝置C中試劑的作用是吸收水蒸氣;
通過數據分析可知,測得燒瓶中溶液的質量為3.1g,説明氣體中含有二氧化碳,並且二氧化碳的質量為:3.1g﹣3.0g=0.1g;
第二個C裝置的質量增加了0.18g,説明**和氧化銅反應生成了0.18g的水,
設反應的氧化銅質量為x,
=
x=1.6g,
1.6g氧化銅中氧元素質量為:1.6g×=0.32g,
B裝置中固體的質量減少了0.48g,説明氧化銅中氧元素質量減少了0.48g,進一步説明氧化銅和一氧化碳發生了反應,並且和一氧化碳反應的氧元素質量為:0.48g﹣0.32g=0.16g,因此燒瓶中氣體的成分是CO、CO2、CH4。
(5)玻璃管內氧化鐵和一氧化碳反應生成鐵和二氧化碳,發生反應的化學方程式為:Fe2O3+3CO2Fe+3CO2,該實驗的一個明顯缺陷是沒有處理尾氣。
(6)①有*溶液是鐵和稀鹽*反應生成的*化亞鐵溶液,B中的溶質有鐵和稀鹽*反應生成的*化亞鐵和過量的*化*。
②設鐵質量為y,
固體C是銅,銅的質量是4g,
固體X中銅的質量分數是:×100%=26.3%,
答:固體X中銅的質量分數是26.3%。
③老師發現根據該組同學的數據計算出的銅的質量分數,結果偏大,該組同學在*作中存在的失誤是沒有洗滌固體C。
知識點:氧氣
題型:科學探究題