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某研究性学习小组为了研究Cu与浓H2SO4的反应和比较Cu的+1价化合物与+2价化合物的稳定性,设计如下实验探究方案(装置中的固定仪器和酒精灯均未画出)实验选用细铜丝、98.3%H2SO4、品红溶液、澄清石灰水、CCl4、NaOH溶液等药品,铜丝被卷成螺旋状,一端投入浓H2SO4中,另一端露置在液面上方.

以下是该学习小组部分交流记录及后续探究实验的记录.
材料一:小组交流记录
学生1:加热前,无现象发生;加热后,液面下铜丝变黑,产生气泡,有细小黑色颗粒状物质从铜丝表面进入浓硫酸中,黑色物质是什么?值得探究!
学生2:我也观察到黑色颗粒状物质,后来逐渐转变为灰白色固体,我想该灰白色固体极有可能是未溶于浓硫酸的CuSO4
学生3:你们是否注意到液面以上的铜丝也发黑,而且试管上部内壁有少量淡黄色S固体凝聚,会不会液面以上的铜丝与硫发生了反应,我查资料发现:2Cu+S
 V 
.
 
Cu2S(黑色)
材料二、探究实验剪辑
实验1:将光亮的铜丝在酒精灯火焰上灼烧变黑,然后插入稀硫酸中,铜丝重新变得光亮,溶液呈蓝绿色;将光亮的铜丝置入加热的硫蒸气中变黑,然后插入稀硫酸中无变化.
实验2:截取浓硫酸液面上方变黑的铜丝,插入稀硫酸中无变化;将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色.
实验3:将溶液中的黑色颗粒状物质,经过滤、稀硫酸洗、蒸馏水洗、干燥后放入氧气流中加热,然后冷却,用电子天平称重发现质量减小10%左右.
根据上述材料回答下列问题:
(1)A试管上方的长导管的作用是;
导气、冷凝、回流
导气、冷凝、回流
;D、E两支试管中CCl4
的作用是
防止倒吸
防止倒吸

(2)加热过程中,观察到A试管中出现大量白色烟雾,起初部分烟雾在试管上部内壁析出淡黄色固体物质,在持续加热浓硫酸(沸腾)时,淡黄色固体物质又慢慢地消失.写出淡黄色固体消失的化学反应方程式:
S+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O
S+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O

(3)对A试管中的浓H2SO4和铜丝进行加热,很快发现C试管中品红溶液褪色,但始终未见D试管中澄清石灰水出现浑浊或沉淀.学生1猜想是由于SO2溶解度较大,生成了Ca(SHO32的缘故.请你设计实验验证学生1的猜想
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)
取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成(其他答案也合理)

(4)根据上述研究,结合所学知识,你认为液面下方铜丝表面的黑色物质成分是:
CuO、CuS、Cu2S
CuO、CuS、Cu2S
.(写化学式)
(5)学生2将反应后的反应液稀释后进行检验,发现溶液呈酸性,对比,学生2提出猜想是:铜与浓硫酸反应生成的硫酸铜水解使溶液呈酸性,请写出该水解反应的离子方程式:
Cu2++H2OCu(OH)2+2H+
Cu2++H2OCu(OH)2+2H+

你的猜想是:
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性
铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性

请你设计一个简单的实验以验证你的猜想:
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)
取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理)

(6)该研究性学习小组的同学为了比较Cu的+1价化合物和+2价化合物的稳定性,他们取98gCu(OH)2固体,加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末,继续加热到1000℃以上,黑色粉末全部变成红色粉末X.冷却后称量,X的质量为72g.向X中加入过量稀硫酸,得到蓝色溶液,同时观察到容器中还有红色固体存在,据此可推得,X的化学式为
Cu2O
Cu2O
,可以得出的结论是
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定
分析:(1)长导管除了导气作用之外,还可以让气体冷凝,回流;二氧化硫和强碱的反应十分剧烈,要注意防止倒吸现象的发生;
(2)硫在加热时能和浓硫酸反应;
(3)酸式盐和强碱中的氢氧根反应能得到正盐;
(4)含有铜元素的常见黑色物质有CuO、CuS、Cu2S,结合实际来回答;
(5)铜离子是弱碱阳离子,有弱就水解,水解显酸性,根据实验实际情况来判断溶液显酸性的可能原因并进行试验验证;
(6)根据质量关系结合原子守恒来判断物质的组成情况,根据物质转化的条件和存在的状态来判断其稳定性.
解答:解:(1)根据实验装置,长导管的作用一定是能导气,但气体在导管中时间一长就会冷凝,回流,二氧化硫和强碱的反应十分剧烈,可以采用四氯化碳的作用来达到防止倒吸现象的发生的目的,
故答案为:导气、冷凝、回流;防止倒吸;
(2)浓硫酸具有强氧化性,硫在加热时能和浓硫酸反应,
故答案为:S+2H2SO4(浓)
  △  
.
 
3SO2↑+2H2O;
(3)Ca(HSO32能和强碱反应生成溶解度较小的亚硫酸钙,故答案为:取样后,向其中加氢氧化钠溶液,观察是否有沉淀生成;
(4)将浓硫酸液面下方变黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色,说明黑色物质部分溶于稀硫酸,
故答案为:CuO、CuS、Cu2S;
(5)铜离子是弱碱阳离子,有弱就水解,水解显酸性,方程式为:Cu2++H2OCu(OH)2+2H+;溶液显酸性的可能原因是硫酸过量,可以加入金属铁来检验溶液中氢离子的存在,
故答案为:Cu2++H2OCu(OH)2+2H+;铜和浓硫酸反应的实验中硫酸过量使溶液显酸性;取稀释后的溶液适量于试管中,加入足量的铁粉,若有无色无味的气体产生,证明硫酸过量(其他答案也合理);
(6)98gCu(OH)2固体加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末为氧化铜80g,加热到1000℃以上,黑色粉末氧化铜全部变成红色粉末其质量为72g,根据2CuO~Cu2O知,X恰好为Cu2O,根据题目信息:Cu(OH)2固体加热至80℃-100℃时,得到黑色固体粉末为氧化铜,加热到1000℃以上,得到的是氧化亚铜,可知高于100°C时Cu2O比CuO稳定,将黑的铜丝,插入稀硫酸、黑色明显变浅,溶液呈蓝绿色,说明在溶液中Cu2+比Cu+稳定,
故答案为:Cu2O;高于100°C时Cu2O比CuO稳定,在溶液中Cu2+比Cu+稳定.
点评:本题是有关铜及其化合物之间的转化知识的综合题目,考查角度广,难度很大.
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某研究性学习小组为了探究镁粉与溴水反应的机理,做了如下四组实验:①将镁粉投入冷水中,未见任何现象;②将镁粉放入溴水中,观察到只是开始时产生极少量的气泡,但溴水的颜色逐渐褪去;③将镁粉放入液溴中,未观察到任何明显现象;④向含足量镁粉的液溴中滴加几滴水,观察到溴的红棕色很快褪去.则下列关于镁与溴水的反应机理的论述中正确的是(  )

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科目:高中化学 来源: 题型:阅读理解

“白铁皮”具有较强的耐腐蚀性,是生产中常用的金属材料之一.镀锌层犹如铁皮的保护层,这层膜的厚度及均匀度也成了判断镀层质量的重要指标.某研究性学习小组为了测定镀锌铁皮的厚度,设计了下面的实验方案:
方案一:取三块镀锌铁皮(A、B、C,截自同一块镀锌铁皮),将镀锌铁皮A放入烧杯中,加入40mL 6mol?L-1盐酸,反应时用玻璃棒小心翻动镀锌铁皮,待锌镀层反应完全时,立即将未反应的铁皮取出,洗涤、小心烘干、称量.将B、C重复上面的实验.
(1)锌镀层完全反应的标志是
反应速率突然减小
反应速率突然减小

(2)如何检验铁片已经洗净
取最后一次的洗出液,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀,则铁片乙洗净
取最后一次的洗出液,滴加硝酸银溶液,若无白色沉淀,则铁片乙洗净

方案二:已知锌与强碱溶液反应的离子方程式为:Zn+2OH-+2H2O=[Zn(OH)4]2-+H2↑.某同学按图装置设计了测定镀锌铁皮镀层厚度的实验方案,将单侧面积为S cm2、质量为mg的镀锌铁皮放入6mol?L-1 NaOH溶液中.回答下列问题:
(3)装置中导管a的作用是
使分液漏斗和锥形瓶内气压相同,氢氧化钠溶液能顺利滴下
使分液漏斗和锥形瓶内气压相同,氢氧化钠溶液能顺利滴下

(4)检查气密性,将药品和水装入各仪器中,连接好装置后,需进行的操作还有:
①记录C的液面位置;②待B中不再有气体产生并恢复至室温;③由A向B中滴加足量NaOH溶液;④上下移动C,使干燥管和C中液面相平.
上述操作的顺序是
④①③②④①
④①③②④①
(填序号).
(5)实验前后碱式滴定管中液面读数分别为V1 mL、V2 mL(已知Zn的密度为7.14g/cm3,实验条件的气体摩尔体积为Vm L/mol).则镀锌铁皮的镀层厚度为
V1-V2
1000Vm
×65
2S×7.14
V1-V2
1000Vm
×65
2S×7.14
cm.(写出数学表达式)

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科目:高中化学 来源: 题型:

某研究性学习小组为了探索镁粉与FeCl3溶液的反应机理,做了如下两组实验:
①将镁粉投入冷水中,未见明显现象;
②将镁粉投入FeCl3溶液中,观察到有气泡产生,溶液颜色逐渐变浅,同时逐渐产生红褐色沉淀.
则下列有关镁与FeCl3溶液反应的叙述中,正确的是(  )
A、镁只与FeCl3溶液中的Fe3+直接反应B、气泡是镁与FeCl3溶液中的水直接反应产生的C、红褐色沉淀是镁与水反应生成的Mg(OH)2与Fe3+反应所得D、汽泡是镁与FeCl3水解生成的盐酸反应产生的

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科目:高中化学 来源: 题型:

精英家教网某研究性学习小组为了制取氨气和探究氨气的有关性质,进行了下列实验.
(1)根据如图氨气的制备装置制取氨气,试回答:
①写出实验室制取氨气的化学方式
 

②实验室收集氨气的方法是
 

③;验证氨气是否已经收集满的方法是
 

④若有7.4g Ca(OH)2参加反应,则产生的NH3在标准状况下的体积为
 
L.
(2)甲同学用干燥的圆底烧瓶收集一瓶氨气,进行喷泉实验,观察到美丽的红色喷泉.根据实验现象说明氨气具有的性质是
 

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