2021年中考科学复习实验专题讲义:化学实验3——还原金属氧化物(教师版)
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1、 化学实验化学实验 3 3(金属氧化物相关问题)(金属氧化物相关问题) 在金属氧化物相关的实验类题型中, 主要涉及的反应属于氧化还原反应, 所以首先会进 行还原物、氧化物、还原产物、氧化产物的判断;其次,对于常见的金属氧化物还原反应的 相关现象、产物、实验操作细节都要掌握,且需要具有一定的只是拓展分析能力;尽管是实 验类题型,但往往还伴随着一定程度的计算类考核方向。所以相对来说,这类实验也是中考 需要重点拓展和强化的一类实验。 本专题精选了典型的各类问法和题型设计, 亦包含部分信 息题作为适当拓展,希望能给予大家一定的帮助和提升。 1、如图甲、乙是初中化学中两个重要实验,请根据所学知识作答。
2、(1)图甲、乙实验过程中,观察到相同的实验现象是 。 【分析】:根据碳和CO都能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳分析;甲和乙种都生成铜 和二氧化碳,现象都是黑色固体变成红色,石灰水变浑浊; (答案:黑色粉末变为红色,澄清石灰水变浑浊;) (2) 如图甲实验, 加热前进行的是操作是先通入一段时间一氧化碳气体, 目的是 。 【分析】 : 根据CO与空气混合遇热易发生爆炸分析;CO与空气混合遇热易发生爆炸, 甲实验种加热前进行的是操作是先通入一段时间一氧化碳气体,是为了排净玻璃管内的空 气,防止加热时发生爆炸; (答案:排净玻璃管内的空气,防止加热时发生爆炸;) (3)对图甲、乙实验的分析正确的是 (填
3、编号)。 a图乙 C 中的试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流 b图甲、乙实验结束时为防止液体倒流,都要先将导管移出石灰水,再熄灭酒精灯或喷灯 【分析】:根据CO与氧化铜反应的步骤分析;图乙 C 中的试管口略向下倾斜式为了防 止冷凝水倒流, a 正确; 图甲实验结束后为防止铜再被氧化, 要先熄灭酒精灯, 继续通CO,b 错误; (答案:a;) (4)从实验安全角度考虑,图示装置还应采取的改进措施是 。 【分析】:根据CO实验要有尾气处理装置分析;甲图中尾气含CO,排放空气中会污 染空气,应在 B 装置末端增加酒精灯装置,使末端导管口伸入点燃的酒精灯内焰,进行尾气 处理; (答案:在 B 装置末
4、端增加酒精灯装置,点燃尾气;) 2、已知木炭还原氧化铜实验中发生的主要反应: 2 22COCuCuOC。化学兴趣小 组对该实验产物(假设反应物已完全反应)作如下探究: (1)探究一:检验产物的成份 【提出问题】实验产物是暗红色固体,很难观察到紫红色固体。暗红色固体是什么? 【查阅资料】氧化亚铜(OCu2)为红色固体;OHCuCuSOSOHOCu 24422 ; 【猜想与假设】暗红色固体除铜外还可能含有OCu2。 【设计实验】取少量暗红色固体,加入稀硫酸,如果观察到现象: ,说明猜想正 确; 【分析】:红色的氧化亚铜能够和稀硫酸反应,生成蓝色的硫酸铜,铜单质和水,注意 固体和溶液的颜色变化,从而
5、证明猜想正确;取少量暗红色固体,加入稀硫酸,如果管擦到 现象:红色固体消失,溶液变成蓝色,说明猜想正确; (答案:红色固体消失,溶液变成蓝色;) (2)探究二:测定产物中OCu2的含量 原理:OHCuHOCu 222 2 ,称取一定质量的固体样品,用如图装置进行实验(固定 装置略去,碱石灰为氧化钙和氢氧化钠混合物),通过测定反应前后装置 d 的质量达到实验 目的。 a.装置 a 中用稀硫酸而不用稀盐酸,原因是 ; 【分析】:稀盐酸能够挥发出HCl气体,和二氧化碳一样能够被 d 中的碱石灰吸收, 从而使 d 的测量值偏大; 装置 a 中用稀硫酸而不用稀盐酸, 原因就是为了避免使用稀盐酸导 致的会
6、发出来的HCl气体,从而导致 d 中测量值偏大; (答案:挥发出的HCl气体被碱石灰吸收,d 中测量值偏大;) b.若不加装置 e,实验结果会偏高,原因是 ; 【分析】:空气中的二氧化碳和水蒸气也会被碱石灰吸收,使 d 的测量值偏大;若不加 装置 e,实验结果会偏大,原因是:空气中的 2 CO和水蒸气被碱石灰吸收,以至于 d 的测量 值偏大; (答案:空气中的二氧化碳和水蒸气被碱石灰吸收,以至于 d 的测量值偏大;) c.点燃酒精灯前涉及的部分操作如下,正确的顺序是 ; 打开 K2 , 关闭 K1 检查装置的气密性 关闭 K2 , 打开 K1 , 通 氢气一段时间 【分析】 : 在实验进行前,
7、 需要将装置 c 中的空气排放出去, 以免和氢气混合发生爆炸; 当用氢气将空气排放干净后,再打开装置 d 所在的开关,测量正式开始;点燃酒精灯前涉及 的部分操作如下,正确的顺序是: 检查装置的气密性; 关闭 2 K,打开 1 K,通氢气一段时间; 打开 2 K,关闭 1 K; 所以正确顺序为:; (答案:;) 3、如图所示装置是一氧化碳还原氧化铁实验。实验前测出从玻璃管活塞至广口瓶止水夹之 间导管的总容积约 18mL,C 中广口瓶口橡皮塞底端到标记处容积也为 18mL,广口瓶内装满 饱和澄清石灰水。 (1)用化学方程式表示出 B 装置的反应原理 。 【分析】:在装置 B 中,一氧化碳和氧化铁在
8、高温下反应,生成铁单质和二氧化碳,据 此写出反应的方程式; (答案:B 中反应原理为: 232 323COFeCOOFe 高温 ;) (2)请将图 C 中的两根导管补画完整,要求: 澄清石灰水要充分吸收 2 CO; 收集CO(CO有毒性,不能逸出)。 【分析】:要使二氧化碳被澄清的石灰水吸收,就要将导气管通入液面以下;导气管在 液面下的长度越大,二氧化碳在溶液里通过的路程越长、停留的时间也越长,被吸收的越充 分为了保证一氧化碳不从 C 中烟道气管排出进入空气, 那么另一根导气管的长度也要尽量的 更长一些; (答案:如下图所示:) (3)轻压气球,使CO流进导管以排尽 B 装置内的空气,广口瓶里
9、的石灰水慢慢流入烧杯, 石灰水的液面下降到 18mL 标记处时,该同学判断玻璃管和橡皮管里的空气已排尽。从微观 角度评价该同学的判断是否正确并说明理由 。 【分析】:根据分子运动和扩散的知识分析:从微观角度来看,该同学的判断不正确, 分子不停的做无规则运动,玻璃管和橡皮管里的空气是不可能排尽的; (答案:因为分子不停的做无规则运动,玻璃管和橡皮管里的空气不可能排尽;) 4、为探究气体 X 的组成,某兴趣小组进行如图所示实验(固定装置未画出)。 【实验装置】 【资料查阅】 加热条件下,气体 X 能与氧化铜反应生成铜、水和氮气。 碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,不与气体 X 反应。无水氯化钙
10、可吸收气体 X。 本实验条件下,装置内空气中的水与二氧化碳对相关数据测定的影响可忽略不计。 【实验步骤】 连接仪器,并检查装置气密性。 取一定量氧化铜,准确称得其质量为 2.40g。 按图所示装入药品,测量并记录相关数据(见表中数据列)。 连接 A、B、C 装置,将气体 X 缓缓通入一段时间后,连接上 D 装置,读数后开始加热。当 A 装置中氧化铜反应完全,停止加热,继续通入气体 X 至玻璃管冷却,再次测量并记录相关 数据(见表中数据列)。 【相关数据】 数据编号 测量项目 (刚装入药品时) (反应完全、冷却后) 玻璃管(含药品)的质量/g 52.40 51.92 B 装置(含药品)的质量/g
11、 102.00 102.54 【回答问题】 (1)装置 B 的作用是_; 【分析】 : 碱石灰作为碱性干燥剂既可以吸收水蒸气又可以吸收二氧化碳之类的酸性气 体;根据题意在此,碱石灰是起到吸收硬质玻璃管内生成的水蒸气的作用; (答案:吸收生成的水;) (2)当观察到 ,说明氧化铜已反应完全。停止加热,继续通入气体 X 至玻璃 管冷却; 【分析】:气体 X 与氧化铜反应生成氮气,会使量器管内气压增大,那么左边的水面下 降,右边的水面上升;当反应结束没有氮气产生时,由于 C 装置可以吸收 X 气体,故量器管 内再无气体涌入,气压不再发生增加,量器管内的水面就不再下降了; (答案:量器管内液面不再改变
12、;) (3)分析实验测量的数据推知,气体 X 由什么元素组成? 。 【分析】:玻璃管 A 反应前后的质量之差就是氧化铁中氧元素的质量,而装置 B 中反应 前后的质量之差就是生成水的质量;计算出水中氧元素的质量与氧化铜中氧元素的质量比 较,确定气体 X 中是否存在氧元素,最后对气体 X 的组成进行判断即可; 反应生成的水的质量:gggm54. 000.102102.54 OH2 ; 0.54g 水中氧元素的质量:ggmO48. 0%100 18 16 0.54; 氧化铜中氧元素的质量:gggmO48. 092.5140.52; 由此推知,气体 X 中一定没有氧元素; 根据质量守恒定律可知,由于有
13、氮气和水生成,所以气体 X 中肯定含有 H 和 N; (答案:H、N;) 5、金属材料中铜是人类应用比较广泛的金属之一,某学习小组欲测定铜的相对原子质量, 设计如下实验方案,步骤如下: 连接好装置;检查装置气密性;装入药品; ;D 中黑色固体完全反 应变成红色后,停止加热;待 D 中玻璃管冷却至室温,关闭分液漏斗活塞;数据处理。 (1)实验步骤的正确操作是 (填序号) A、先点燃酒精灯加热,一段时间后再打开分液漏斗活塞,滴加盐酸; B、先打开分液漏斗活塞,滴加稀盐酸;一段时间后点燃酒精灯加热; C、打开活塞滴加盐酸和点燃酒精灯加热,谁先谁后都可以; 【分析】:装入药品后,要开始混合药品,因此要
14、开始滴加HCl;氢气还原氧化铜中 因为氢气时可燃性气体,因此要先通一段时间的氢气赶走加热装置中原有的空气才可以加 热,以防因氢气不纯而发生爆燃; (答案:B;) (2)B 装置中水的作用_,装置 B 中长玻璃管的作用是使装置气压平衡。 【分析】 : 稀盐酸具有挥发性, 氢气中会混有HCl气体, 会对实验结果有影响, 而HCl 时易溶于水的,故 B 装置就应该起到吸收HCl气体的作用; (答案:吸收HCl气体;) (3)已知:CuO样品质量为 1 m 克,E 中增重为 2 m 克,D 中反应后的固体质量为 3 m 克,A 中反应产生氢气的质量为 4 m 克,以下数据中能计算铜的相对原子质量的是
15、( ) A . 1 m、 2 m B . 2 m、 3 m C . 1 m、m3 D . 2 m、 4 m 【分析】: A、OHCuHCuO 22 ; 16x 18 1 m 2 m 故 A 可行; B、OHCuHCuO 22 ; x 18 3 m 2 m 故 B 可行; C、OHCuHCuO 22 ; 16x x 1 m 3 m 故 C 可行; D、氢气的量时过量的,参与反应的氢气质量未知,因此不可以直接用产生的氢气质量来计 算;故 D 不可行; 所以,应该选择 A、B、C; (答案:A、B、C) (4)若使制取氢气是装置随开随用,随关随停,可选用下列装置中的_ 【分析】:要实现随开随用,随关
16、随停,一定要实现气压的改变及固液分离即可; (答案:A、B、C;) 6、在各种金属材料中铜是人类应用比较广泛的金属之一,某学习小组欲测定铜的相对原子 质量,设计如下实验方案: 连接好装置; 检查装置气密性; 装入药品; D 中黑色固体完全变成 红色,停止加热;待 D 中玻璃管冷却至室温,关闭分液漏斗活塞; 数据处理 (1)实验步骤的正确操作是 (填序号) A、先点燃酒精灯加热,一段时间后再打开分液漏斗活塞,滴加盐酸; B、先打开分液漏斗活塞,滴加稀盐酸;一段时间后点燃酒精灯加热; C、打开活塞滴加盐酸和点燃酒精灯加热,谁先谁后都可以; 【分析】:应先打开分液漏斗活塞,滴加稀盐酸;一段时间后点燃
17、酒精灯加热,产生氢 气排干实验装置中的气体再加热,防止爆炸; (答案:B;) (2)装置 B 中长玻璃管是否是多余的,请说明理由 _。 【分析】:玻璃管不多余;起安全作用,当 B 中气体压力过大时,水就会从玻璃管上端 溢出; (答案:不多余,起安全作用,当 B 中气体压力过大时,水就会从玻璃管上端溢出;) (3)已知:CuO样品质量为 1 m克,E 中增重为 2 m克,D 中反应后固体质量为 3 m克,A 中 反应产生氢气的质量为 4 m克,试用 1 m , 2 m列出铜的相对原子质量的表达式_,F 装置在实验中的作用是什么_。 【分析】:设铜的相对原子质量为x; OHCuCuOH 22 ;
18、16x 18 1 m 2 m 21 1816 mm x ; 2 21 1618 m mm x ; F 装置阻止空气中的水蒸气进入 E 装置; (答案: 2 21 1618 m mm ;阻止空气中的水蒸气进入 E 装置;) 7、某课外小组利用 2 H还原黄色的 3 WO粉末测定W的相对原子质量,下图是测定装置的示 意图。A 中的试剂是盐酸。请回答下列问题: (1)接好装置后应首先检验装置气密性,其方法是 ; 【分析】:实验装置连接好了以后,要检验装置的气密性,根据大气压强原理来检验装置的 气密性:实验装置连接好了以后,要检验装置的气密性,可以根据气压原理来检验,关闭分 液漏斗上的活塞,将 G 弯
19、管浸没在盛有水的烧杯中,温热烧瓶 B,观察 G 管口,有气泡逸出; 停止加热后,导气管内液柱高于烧杯的液面,且一段时间内液面差保持不变,说明装置的气 密性良好; (答案:关闭分液漏斗上的活塞,将 G 弯管浸没在盛有水的烧杯中,温热烧瓶 B,观察 G 管 口,若有气泡逸出,停止加热后,导气管与烧杯中有液面差,一段时间内液面差保持不变, 说明装置的气密性良好;) (2)“加热反应管 E”和“从 A 瓶逐滴滴加液体”这两步操作应该先进行的是 。 在这两步之间还应进行的操作是 ; 【分析】:不纯的氢气加热易爆炸,实验过程中要注意先将装置中的空气赶尽,再进行 实验,并检验氢气的纯度是关键;该实验是利用稀
20、盐酸与金属反应生成氢气来进行的,氢气 在不纯的情况下加热易发生爆炸,所以在 2 H与 3 WO反应钱必须一次除去氯化氢、水蒸气, 赶尽装置中的空气,在保证氢气的情况下才能够再加热进行实验,故,先从 A 瓶逐滴滴加液 体,一段时间后检验 2 H的纯度,待氢气纯净后进行加热; (答案:先从 A 瓶逐滴滴加液体;检验 2 H的纯度;) (3)从实验中测得了下列数据: 由以上数据可以列出计算 W 的相对原子质量的两个不同计算式 (除 W 外, 其他涉及的元素的 相对原子质量均为已知) 计算式 1:(W)相对原子质量= ;计算式 2:(W)相对原子质量= 【分析】:根据 2 H与 3 WO反应的化学方程
21、式,要求W的相对原子质量,可以用固体 的质量变化,也可以利用生成的OH2的质量求解: 假设金属W的相对原子质量为x, 2 H还原黄色的 3 WO的化学反应方程式如下: OHWHWO 223 33 ; 48x x 54 ab ac de deac x ab x 5448 ; 分别求解,可求得: cb ac x )(48 ; de ac x )(54 ; (答案: cb ac x )(48 ); de ac x )(54 ;) 8、在学习“金属的冶炼”时,某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质 量分数,实验所取氧化铜样品质量为 10 克。(所含杂质不参加反应) (1) 该实验利用了一
22、氧化碳的 性,玻璃管内观察到的现象是 。 【分析】:再一氧化碳和氧化铜的实验中,一氧化碳夺取氧化铜中的氧元素生成二氧化碳, 发生氧化反应,具有还原性;氧化铜为黑色固体,而单质铜为红色; (答案:还原性;黑色固体变成红色;) (2) 甲同学的方法:先测出氢氧化钠浓溶液的质量为 50 克,待反应完全后再次称量,质 量为 54.4 克。请你计算样品中氧化铜的质量分数。(一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应) 【分析】:反应前后氢氧化钠溶液的质量之差就是反应产生的二氧化碳质量,根据氧化 铜和一氧化碳反应的化学方程式利用二氧化碳的质量计算出参加反应的氧化铜质量, 再根据 100% 样品质量 氧化铜质量 质量分数
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- 2021 年中 科学 复习 实验 专题 讲义 化学 还原 金属 氧化物 教师版
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