1.某化學(xué)興趣小組同學(xué)對(duì)木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了一系列的探究及分析.
(1)點(diǎn)燃酒精燈,數(shù)分鐘后發(fā)現(xiàn)圖1甲裝置的試管中出現(xiàn)的現(xiàn)象是黑色固體變成紅色固體.乙試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)
方程式為:Ca(OH)
2+CO
2═CaCO
3↓+H
2O.
實(shí)驗(yàn)完畢,應(yīng)先將導(dǎo)管移離液面,再熄滅酒精燈,其原因防止液體倒流炸裂試管;并用彈簧夾夾緊橡皮管,其原因又是防止氧氣進(jìn)入試管把銅氧化.
(2)C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO
2↑,C將CuO還原成Cu,故C作還原劑.
①先分析,再歸納:反應(yīng)前后,還原劑化合價(jià)的變化規(guī)律是升高.
②根據(jù)你所得的規(guī)律,判斷Zn+H
2SO
4═ZnSO
4+H
2↑,還原劑是Zn.
(3)聯(lián)想到單質(zhì)碳的其他化學(xué)性質(zhì),小組同學(xué)認(rèn)為在該實(shí)驗(yàn)中還可能會(huì)有CO產(chǎn)生.
【查閱資料】CO氣體能使?jié)駶?rùn)的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色
【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖2所示
【現(xiàn)象結(jié)論】C裝置中濕潤(rùn)的黃色氯化鈀試紙變藍(lán)色,證明同學(xué)們判斷正確.
【實(shí)驗(yàn)反思】①考慮到有CO生成,上述實(shí)驗(yàn)裝置有一個(gè)不足之處是沒有處理尾氣.
②李洋同學(xué)對(duì)CO產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析:
原因一:C+CuO在高溫條件下直接發(fā)生反出產(chǎn)生CO;
原因二:反應(yīng)C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO
2↑中的生成物,和反應(yīng)物又發(fā)生了新的反應(yīng),產(chǎn)生了CO.
請(qǐng)你從選擇其中一個(gè)原因,用化學(xué)方程式表示存在此原因的反應(yīng)原理CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑,或CO
2+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO.
(4)小組同學(xué)對(duì)A裝置反應(yīng)后試管內(nèi)的殘留固體成分作了如下的猜想:
猜想I:只有銅
猜想Ⅱ:除銅外,還含有木炭
猜想Ⅲ:除銅外,還含有氧化銅
猜想Ⅳ:除銅外,還含有木炭和氧化銅
若猜想Ⅱ成立.小組同學(xué)想測(cè)量該殘留固體中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù),他們稱取了10g固體樣品,采用圖示裝置(氣密性良好,圖中鐵架臺(tái)等儀器已略去)準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn).
(已知:堿石灰是固體氫氧化鈉和生石灰混合物,可用吸收水和CO
2)
【實(shí)驗(yàn)裝置】如圖3所示
【實(shí)驗(yàn)步驟】
a.在A、B、C、D四個(gè)裝置中放入相應(yīng)的物質(zhì),并稱量C裝置的質(zhì)量為20g
b.先連接A、B裝置,打開分液漏斗活塞,慢慢滴加H
2O
2溶液
c.稍后再連接C、D,加熱B裝置
d.當(dāng)藥品充分反應(yīng)后,停止加熱,繼續(xù)加入H
2O
2溶液
e.關(guān)閉分液漏斗活塞,冷卻到室溫,再次稱量C的質(zhì)量為22.2g
【數(shù)據(jù)計(jì)算】求得原混合物中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為94%.請(qǐng)?jiān)谌鐖D4所示框中簡(jiǎn)要寫出計(jì)算過程.
【問題討論】
①D裝置的作用是防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳進(jìn)入C中.
②在實(shí)驗(yàn)步驟b、c中,先連接A、B裝置加入H
2O
2溶液,后連接C、D加熱B裝置的目的是利用氧氣把裝置中的空氣排出,防止空氣中的水蒸氣和二氧化碳對(duì)C裝置產(chǎn)生干擾.
③在實(shí)驗(yàn)步驟d中,停止加熱,繼續(xù)加入H
2O
2溶液目的是利用產(chǎn)生的氧氣把反應(yīng)生成的二氧化碳全部排入C中.
④實(shí)驗(yàn)完成后,教師評(píng)議說:按上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì),即使B裝置中反應(yīng)完全,C裝置吸收完全,也不會(huì)得出正確結(jié)果.經(jīng)討論,有同學(xué)提出在A、B之間(填兩個(gè)裝置的代號(hào))加入一裝置,就能得到較準(zhǔn)確結(jié)果,該裝置的作用是吸收水蒸氣,請(qǐng)你判斷原測(cè)得結(jié)果將偏小 (填“偏大”、“不變”、“偏小”).