Question

學習了金屬的化學性質后，某興趣小組進行了如下實驗：將足量鎂條加入到氯化銅溶液 中，觀察到鎂條表面有氣泡產生，同時有紅色固體附在鎂條表面．
【提出問題】產生氣體是什么物質？有紅色固體又是什么物質？
【查閱資料】在金屬活動性順序里，位于氫后面的金屬Cu，在常溫下雖然不能與稀鹽酸、稀硫酸反應，但可以與稀硝酸反應，其化學方程式為：
3Cu+8HNO₃（�。�=3Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂O
反應生成的NO是無色、難溶于水的氣體，在常溫下與空氣中的O₂迅速化合生成  N0₂，N0₂是紅棕色、有刺激性氣味的有毒氣體．
【作出猜想】猜想一：氣體可能是氫氣、紅色固體是金屬氧化鐵；猜想二：氣體可能是氫氣、紅色固體是金屬銅；猜想三：氣體可能是二氧化碳、紅色固體是金屬銅．
【交流討論】大家思考后，一致認為猜想一和三不合理，其理由是

 

．
【實驗與結論】

實驗步驟	現(xiàn)象	結論
（1）取少量紅色固體于一支潔凈的試管中，加入稀鹽酸		猜想一不成立
（2）①用尖嘴導管將氣體導出并引燃，同時在上方放一塊干冷的玻璃片 ②取少量紅色固體于一支潔凈的試管中，加入稀硝酸	①該氣體能燃燒，且玻璃片上有   出現(xiàn) ②紅色固體溶解，得到藍色溶液同時看到試管上部有紅棕色氣體產生	猜想二成立

【繼續(xù)探究】
（1）用pH試紙測得氯化銅溶液pH約為4，說明氯化銅溶液中含有較多的

 

離子．
（2）取7.68g 紅色固體，加入100g稀HNO₃溶液，如恰好完全反應，計算生成NO的質量（化學方程式上）和反應前稀HNO₃溶液中溶質的質量分數(shù)． （請寫出計算過程）

Answer 1

考點：實驗探究物質的性質或變化規(guī)律,有關溶質質量分數(shù)的簡單計算,金屬的化學性質,溶液的酸堿性與pH值的關系,質量守恒定律及其應用,根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：【交流討論】從足量鎂條加入到氯化銅溶液中，反應前的物質中含有元素為：鎂元素、氯元素、銅元素、氫元素、氧元素，不含鐵元素和碳元素；根據(jù)質量守恒定律：反應前后元素和種類不變去分析解答；【實驗與結論】
（1）由猜想一可以看出：紅色固體是金屬氧化鐵，由于結論中指出猜想一不成立，說明紅色固體不是氧化鐵，而氧化鐵能和稀鹽酸反應生成溶于水的氯化鐵和水去分析解答；故答案為：固體不溶解；
（2）結論中指出：猜想二成立，說明氣體是氫氣，氫氣能燃燒，把玻璃片上放在火焰上方，會看到有水珠出現(xiàn)去分析解答；故答案為：水珠；
【繼續(xù)探究】
（1）用pH試紙測得氯化銅溶液pH約為4，說明溶液呈酸性，說明溶液中含有氫離子去分析解答；
（2）根據(jù)7.68g銅的質量根據(jù)化學方程式去求出NO的質量和硝酸的質量分數(shù)．

解答：解：【交流討論】足量鎂條加入到氯化銅溶液中，反應前的物質中含有元素為：鎂元素、氯元素、銅元素、氫元素、氧元素，不含鐵元素和碳元素；根據(jù)質量守恒定律：反應前后元素和種類不變．說明生成物質不可能有氧化鐵和二氧化碳氣體；故答案為：反應物中不含鐵元素和碳元素，不符合質量守恒定律；
【實驗與結論】
（1）由猜想一可以看出：紅色固體是金屬氧化鐵，由于結論中指出猜想一不成立，說明紅色固體不是氧化鐵，而氧化鐵能和稀鹽酸反應生成溶于水的氯化鐵和水；故答案為：固體不溶解；
（2）結論中指出：猜想二成立，說明氣體是氫氣，氫氣能燃燒，把玻璃片上放在火焰上方，會看到有水珠出現(xiàn)；故答案為：水珠；
【繼續(xù)探究】
（1）用pH試紙測得氯化銅溶液pH約為4，說明溶液呈酸性，說明溶液中含有氫離子；故答案為：氫；
（2）解：設生成NO的質量為x，稀硝酸中溶質的質量分數(shù)為y   
     3Cu+8HN0₃═Cu（NO₃）₂+2NO↑+4H₂0
    192   504               60
    7.68g 100g×x            y
     

192

504

=

7.68g

100g×x

   解之得：X=20.2%
      

192

60

=

7.68g

y

    解之得：y=2.4g
   故答案為：2.4g     20.2%．

點評：熟悉化學中常見的紅色物質：銅、氧化鐵、紅磷等．