Question

7．实验室用如图1所示裝置的部分或全部组合后完成如下实验，请回答下列问题．

（1）鸡蛋壳的主要成分是碳酸钙，A装置中发生反置的化学方程式为CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，A与C相连后C中的现象为澄清的石灰水变浑浊．
（2）若将A装置中的药品换成稀硫酸和锌粒，产生的H₂经干燥后用D装置收集，当D装置的瓶口向下时，导管口的连接顺序应是a→b→c→g．
（3）若将A装置中的药品换成硫酸铜溶液和铁粉，发现生成红色固体物质的同时有较多的气泡放出．老师提示，该反应生成的气体只有一种．
【猜想】放出的气体可能是SO₂、O₂、H₂中的一种，提出猜想的依据是质量守恒定律．
【资料】S0₂易溶于水，化学性质与二氧化碳相似，能使澄清石灰水变浑浊，生成CaS0₃．
【方案】依据上述猜想，实验小组同学分别设计了如下方案．
①甲同学认为是O₂，则检验方法是带火星的木条检验，看木条是否复燃．
②乙同学认为是S0₂，则只需将装置A、C相连，看澄清石灰水是否变浑浊即可．写出SO₂与Ca（OH）₂反应的化学方程式：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O．
③丙同学在乙同学实验装置的基础上增加了如图2所示的装置，观察到试管中产生的现象是铜网表面的黑色物质变红．
【结论】经过实验，得出结论：放出的气体为H₂．
（4）在氢气还原氧化铜的实验中，向50g氧化铜粉末中通氢气，加热一段时间后，测得反应后生成水的质量为9g．求已反应掉的氧化铜的质量．

Answer 1

分析 （1）检验碳酸盐的具体方法是，先取少量的待检物于试管中，再向其中滴加少量的稀盐酸，振荡，若有气泡生成，将气体通入澄清的石灰水后，澄清的石灰水变浑浊；则证明该盐中含有CO₃^2-，是一种碳酸盐，通入石灰水是用长导管，让气体与石灰水充分反应；
（2）氢气的密度比空气小，所以将D瓶口向下时，应从长导管进气；
（3）提出猜想：进行猜想要考虑到反应前后元素种类不变；根据氧气支持燃烧的性质解答；
（4）根据题中信息结合化学方程式的进行计算考虑．

解答 解：（1）小明要证明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐，应将A装置中的导气管a与C装置中的导气管d连接，让生成的气体与石灰水充分接触反应，若C中澄清的石灰水变浑浊，说明鸡蛋壳的主要成分是碳酸盐；碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，反应方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）氢气的密度比空气小，所以将D瓶口向下时，应从长导管进气；
（3）【猜想】铁粉投入硫酸铜溶液中，反应前含有S、O、H、Cu元素，依据质量守恒定律可以得出猜想；
【方案】①氧气具有助燃性，可以通过检验气体的助燃效果进行判断；
故答案为：用带火星的木条检验，看木条是否复燃；
②二氧化硫和氢氧化钙反应会生成亚硫酸钙和水，反应的化学方程式：SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；
③丙同学在乙同学实验装置的基础上增加了如图2所示的装置，观察到试管中产生的现象是铜网表面的黑色物质变红；
（4）：（1）设参加反应的氧化铜的质量为x，消耗氢气质量为y，
H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O  
   80         18
   x           9g
$\frac{80}{x}=\frac{18}{9g}$
x=40g
答案：
（1）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；澄清的石灰水变浑浊；
（3）g；
（3）【猜想】质量守恒定律；
【方案】①带火星的木条检验，看木条是否复燃；
②SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；
③铜网表面的黑色物质变红；
（4）已反应掉的氧化铜的质量为40g．

点评 本题主要考查化学实验的方案设计与评价，在解此类题时，首先分析题中考查的问题，然后结合所给的知识和学过的知识进行分析解答．