Question

【題目】某興趣小組對木炭還原氧化銅生成的氣體成分進行實驗探究。

（提出問題）碳與氧化銅反應可能生成什么氣體？

（猜想與假設）

猜想①：只生成CO2：猜想②：_____；猜想③：既生成CO又生成CO2

（查閱資料）

①浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇CO2無變化，但遇微量CO也會立即變藍；

②氮的氧化物有毒。

（實驗驗證）

小組同學設計了如圖所示的實驗裝置：

步驟一：打開彈簧夾，先通一會兒純凈干燥的氮氣；

步驟二：關閉彈簧夾，點燃酒精燈對玻璃管加熱；

步驟三：實驗結束后，拆洗裝置和儀器。

（1）實驗開始時，先將氮氣通入實驗裝置一段時間再加熱的目的是_____；

（2）對A裝置的玻璃管集中加熱一段時間，玻璃管中黑色粉末逐漸變成紅色，B瓶中試紙變藍，C中澄清石灰水變渾濁。寫出C中發生反應的化學方程式_____。

（實驗結論）

（3）通過對實驗現象的分析，上述猜想_____（填序號）是正確的。

（反思與交流）

實驗結束后，同學發現玻璃管內壁附著的銅用水不易清洗干凈，通過查閱資料獲得三種能清除銅的方案：

Ⅰ．加入濃硫酸并微熱：Cu+2H2SO4 （濃）CuSO4+SO2↑+2H2O

Ⅱ．加入濃硝酸與銅反應：Cu+4HNO3（濃）＝Cu（NO3）2+2NO2+2H2O

Ⅲ．加入氯化鐵溶液：Cu+2FeCl3＝2FeCl2+CuC12

（4）上述清除銅的最佳方案是_____（填序號），理由是_____。

（拓展提升）有一袋已部分變質的Ca（OH）2（含雜質CaCO3）固體樣品，把該樣品投入足量水中，充分攪拌后通入二氧化碳，沉淀質量與反應的二氧化碳質量關系如圖所示。

（提示：CO2+CaCO3+H2O＝Ca（HCO3）2）

計算樣品中碳酸鈣的質量分數。______（寫出計算過程，結果精確到0.1%）

Answer 1

【答案】只生成CO 排出裝置中的空氣，防止二氧化碳影響實驗結果 Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O ③ Ⅲ 不產生有害氣體 40.3%

【解析】

猜想與假設：

根據質量守恒定律可知，猜想①：只生成CO2：猜想②：只生成CO；猜想③：既生成CO又生成CO2

實驗驗證：

（1）實驗開始時，先將氮氣通入實驗裝置一段時間再加熱的目的是排出裝置中的空氣，防止二氧化碳影響實驗結果；

（2）對A裝置的玻璃管集中加熱一段時間，玻璃管中黑色粉末逐漸變成紅色，說明反應生成了銅，B瓶中試紙變藍，說明反應生成了一氧化碳，C中澄清石灰水變渾濁，說明反應生成了二氧化碳，C中二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，發生反應的化學方程式：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O；

（3）通過對實驗現象的分析，反應生成了一氧化碳和二氧化碳，上述猜想③是正確的；

（4）上述清除銅的最佳方案是Ⅲ，理由是不產生有害氣體；

拓展提升：

設：樣品中氫氧化鈣質量為x，和二氧化碳反應生成碳酸鈣質量為y，碳酸鈣總質量為z，

x＝7.4g，y＝10g，

z＝15g，

樣品中碳酸鈣的質量分數= 。

答：樣品中碳酸鈣的質量分數是40.3%。