專題提升Ⅱ 金屬的氧化還原實驗 學(xué)案含解析

第第頁專題提升Ⅱ金屬的氧化還原實驗學(xué)案（含解析）專題提升Ⅱ金屬的氧化還原實驗

目錄

模塊一知己知彼1

模塊二知識掌握1

知識點一、金屬氧化還原實驗1

知識點二、混合氣體成分探究（還原性氣體與其他）4

模塊三鞏固提高6

模塊一知己知彼

學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)解讀

氧化還原是初中常見的知識。涉及金屬氧化物與還原劑的反應(yīng)，該類題目考察知識面廣、綜合性強，是考查學(xué)生邏輯思維的一類題目?？疾斓闹R較多，結(jié)合物質(zhì)特性與質(zhì)量變化等，以探究和簡答為主，難度較大。辨別多種氣體混合時，利用酸堿鹽特點鑒別成分。

模塊二知識掌握

知識點一、金屬氧化還原實驗

實驗操作：在一支試管中加入少量的氧化銅，觀察顏色，通入氫氣，過一會兒，再給氧化銅加熱，注意觀察試管中變化，反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入氫氣直至試管冷卻。

實驗現(xiàn)象：加熱前氧化銅為黑色粉末狀固體，加熱反應(yīng)一段時間后可觀察到黑色的固體逐漸變成紅色。

實驗結(jié)論：氫氣也可以使氧化銅變成銅。

注意：點燃酒精燈前需要通入一段時間的氫氣，是為了排盡裝置內(nèi)的空氣，反應(yīng)結(jié)束后仍然需要通入一段時間的氫氣，目的是為了避免銅又重新被氧化為氧化銅。

C＋2CuO2Cu＋CO2↑

C＋CO22CO

CO＋CuO△Cu＋CO2

H2＋CuO△Cu＋H2O

（2023春慈溪市校級月考）三國時的“紅臉”關(guān)云長與北宋時的“黑臉”包公本是互不相干的著名歷史人物，但一首描述某一化學(xué)實驗過程的詩卻將兩人聯(lián)系在了一起。詩的內(nèi)容如下：“包公靜坐水晶房，輕風(fēng)迎面喜洋洋，忽然一陣烈火起，燒得包公變云長，云長急令退烈火，只留輕風(fēng)吹暖房?！边@首詩中的“包公”“關(guān)云長”及“輕風(fēng)”分別指的是（）

A．C、Cu、CO2B．C、Cu、COC．CuO、Cu、H2D．H2、CuO、Cu

（2022秋武義縣期末）某興趣小組設(shè)計如圖裝置，對“一氧化碳還原氧化鐵”的實驗進行拓展研究：

【查閱資料】①加熱MgCO3和Zn的混合物，產(chǎn)生三種氧化物；

②氯化亞銅溶液吸收CO會產(chǎn)生紅色固體Cu2Cl2（CO）22H2O，氨水能加速這一反應(yīng)；反應(yīng)方程式為2CuCl+2H2O+2COCu2Cl2（CO）22H2O

【提出問題】根據(jù)上述資料設(shè)計如圖實驗裝置（固定裝置省略）：

【實驗步驟】

①如圖所示，連接好儀器，檢查裝置氣密性。

②打開彈簧夾，通入適量氮氣，目的是。

③關(guān)閉彈簧夾，點燃A、B兩處酒精燈。

④觀察實驗現(xiàn)象，B處發(fā)現(xiàn)紅色固體變黑；D處出現(xiàn)紅色固體。

⑤熄滅兩處酒精燈，立即至玻璃管冷卻（填實驗操作）。

【實驗分析】

步驟③時，下列關(guān)于實驗的說法正確的是。

A．B處固體質(zhì)量逐漸減小

B．D處現(xiàn)象證明A、B處都發(fā)生了反應(yīng)

C．必須在E處加一只點燃的酒精燈

（2023淳安縣一模）小金查閱資料發(fā)現(xiàn)：氫氣還原氧化銅的實驗中，若反應(yīng)過程通入氫氣時間不夠，得到的固體產(chǎn)物是銅和氧化亞銅組成的混合物。于是他對反應(yīng)產(chǎn)物的生成情況進行了如下探究：利用圖甲所示實驗裝置，稱取若干份質(zhì)量均為0.6克的氧化銅，在相同條件下分別用氫氣還原不同時間并檢測固體中氧化亞銅的質(zhì)量，結(jié)果如圖乙。

（1）利用圖甲裝置進行氫氣還原氧化銅的實驗時，正確實驗操作順序為。

①加熱

②停止加熱

③通入制好的純凈氫氣

④停止通氫氣

（2）為解釋實驗結(jié)果，小金對氫氣還原氧化銅的反應(yīng)過程提出如下假設(shè)：反應(yīng)經(jīng)歷2CuO+H2Cu2O+H2O、H2+Cu2O2Cu+H2O兩個反應(yīng)，且在同一條件下兩個反應(yīng)同時進行而不是分步進行。若分步進行，則生成的Cu2O的最大質(zhì)量為克。再根據(jù)圖乙所示的探究結(jié)果分析，同時進行的依據(jù)是。

（3）為確保反應(yīng)所得固體中氧化亞銅盡可能少，可采取的措施是。

知識點二、混合氣體成分探究（還原性氣體與其他）

混合氣體通?？疾霩2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先檢驗是否存在H2O、CO2再檢驗H2、CO

①檢驗是否存在H2O、CO2時，應(yīng)先通過無水硫酸銅，若變藍色，則說明混合氣體中有水蒸氣，再通過澄清石灰水，觀察是否變渾濁。

檢驗后去除H2O、CO2，應(yīng)先通過通過氫氧化鈉溶液，吸收二氧化碳，再通過濃硫酸，吸收水蒸氣。

②檢驗是否存在H2、CO時，應(yīng)先通過灼熱的氧化鐵，變黑色，將生成物通過無水硫酸銅，若變藍色，則說明有水蒸氣，從而說明有氫氣。再通過澄清石灰水，觀察是否變渾濁，從而說明有一氧化碳。

一氧化碳是有毒的氣體，排放到空氣中會污染空氣，利用一氧化碳的可燃性采用點燃的方法處理一氧化碳或在導(dǎo)管后扎氣球收集一氧化碳，可以防止污染空氣

（2023婺城區(qū)模擬）開發(fā)和利用清潔高效而又用之不竭的新能源，是21世紀(jì)人類面臨的重要課題。請回答：

（1）農(nóng)作物經(jīng)微生物發(fā)酵可制成乙醇，發(fā)酵過程分兩步：第一步：農(nóng)作物先轉(zhuǎn)化為葡萄糖（C6H12O6），第二步：葡萄糖在無氧環(huán)境下再轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳。請問第二步發(fā)生的反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的。

（2）氫氣是一種理想的能源?，F(xiàn)通過生物法制得的氫氣中混有CO2、O2和水蒸氣等（氫氣的體積分?jǐn)?shù)通常為60%～90%），為了得到純凈的氫氣，將混合氣體依次通過如圖的裝置（試劑均足量）。該除雜方案是否正確？說明理由。。

（2023春義烏市校級月考）現(xiàn)有甲烷和氧氣的混合氣體14.4g在密閉的容器中充分燃燒，生成CO、CO2和H2O三種物質(zhì)，冷卻到室溫后，氣體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼亩种唬辜淄橥耆紵?，原容器中?yīng)增加氧氣的質(zhì)量至少為（）

A．0.8gB．1.6g

C．3.2gD．0.8g﹣1.6g之間

（2023金華）某混合氣體由CO、CO2、H2、水蒸氣中的兩種組成。小金利用如圖裝置探究其成分（所用藥品均足量，反應(yīng)均完全）。

（1）檢查裝置氣密性：在甲、丙裝置中倒入適量的水，關(guān)閉丙丁之間止水夾，往甲裝置中鼓入一定量空氣后，停止鼓氣。如果氣密性良好，甲裝置中廣口瓶內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是。

（2）實驗過程中，先點燃丁處酒精燈，再通入混合氣體，過一會點燃乙處酒精燈，先觀察到丙裝置中澄清石灰水變渾濁，過一會觀察到乙裝置中黑色粉末變紅，甲裝置電子天平讀數(shù)恒定不變，則原混合氣體組成可能是。

（2022秋慈溪市校級期中）某氣體可能由H2、CO、CO2、H2O、HCl中的一種或幾種組成，為確定其成分，進行如下實驗：

氣體通過有關(guān)裝置時觀察到的現(xiàn)象如下：

裝置編號ABCDE

試劑硝酸銀溶液澄清石灰水氧化銅粉末澄清石灰水無水硫酸銅

現(xiàn)象無明顯變化變渾濁變紅色無明顯變化變藍色

試推斷：

（1）裝置A的作用是。

（2）根據(jù)上表中的現(xiàn)象判斷該氣體中一定含有。

（3）若想證明該氣體的確切成分、應(yīng)如何改進裝置？寫出具體改進方案。

模塊三鞏固提高

（2023秋北侖區(qū)期末）如圖是氫氣還原氧化銅實驗裝置。

（1）圖甲是某同學(xué)設(shè)計的實驗裝置，他能觀察到的實驗現(xiàn)象是。

（2）另一同學(xué)利用圖乙裝置，實驗時先擠壓微型滴管，后點燃酒精燈。這樣做是為了。

（3）圖乙裝置與圖甲相比，優(yōu)點是（寫出一點即可）。

（2022秋婺城區(qū)校級月考）已知木炭還原氧化銅實驗中木炭和氧化銅已完全反應(yīng)，但生成物中除了Cu還含有Cu2O，現(xiàn)做“測定產(chǎn)物中Cu2O”的含量實驗，已知Cu和Cu2O均為不溶于水的紅色固體，Cu2O+H2H2O+Cu。取木炭還原CuO后的2g的固體樣品，用如圖裝置進行實驗（固定裝置略去，堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉混合物），并測得以下數(shù)據(jù)。

（1）點燃酒精燈之前和熄滅酒精燈之后都需要持續(xù)通一段時間氫氣，點燃酒精燈之前通氫氣的目的是；

（2）經(jīng)測定反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量分別為100.00g、100.18g，計算產(chǎn)物中Cu2O的含量，由數(shù)據(jù)可知，該樣品中Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是；

（3）方案二中利用同樣的裝置，還可通過測定反應(yīng)前后裝置（填“a”、“b”或“c”）的質(zhì)量達到實驗?zāi)康摹?/p>

（2022西湖區(qū)校級一模）小金為了探究氧化銅與氫氣的反應(yīng)和反應(yīng)產(chǎn)物，用如圖所示裝置進行實驗。注射器內(nèi)裝滿氫氣，并將200mL注射器針頭扎入橡皮塞中。將少許氧化銅粉末送入長柄U形石英玻璃管內(nèi)并平鋪于管底。將少量白色的無水硫酸銅粉末送入長柄U形石英玻璃管中并平鋪于直管中部。然后將一個氣球套在長柄U形石英玻璃管的直管出口處，連接好整個實驗裝置并檢查裝置氣密性……

（1）為確保實驗安全，在點燃酒精燈加熱前的操作是。

（2）裝置末端連接的氣球的作用是。

（3）實驗過程中，當(dāng)觀察到現(xiàn)象時可判斷一定有產(chǎn)物水生成。

（4）實驗開始時加入a克純氧化銅粉末，實驗結(jié)束后取出U形管底的固體稱量為b克，

當(dāng)b為（用含有a式子表示）時，可判斷氧化銅已完全轉(zhuǎn)化為銅。

（2022溫州二模）氫氣具有還原性，能在加熱條件下與CuO發(fā)生反應(yīng)：H2+CuOCu+H2O。某同學(xué)為了驗證氫氣還原氧化銅的產(chǎn)物，設(shè)計了如圖由A、B、C三部分組成的實驗裝置。

（1）實驗中，用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣．實驗開始前需要先檢驗氫氣的純度，然后應(yīng)先通一段時間氫氣，再加熱氧化銅進行反應(yīng)，其主要目的是；

（2）上述實驗裝置還存在不足之處，為了達到實驗?zāi)康模垢鶕?jù)現(xiàn)象得出的結(jié)論更嚴(yán)格更科學(xué)，請你提出修改意見：。

（2023婺城區(qū)三模）已知某混合氣體由H2、CO和CO2三種氣體組成。為驗證該混合氣體成分，某小組同學(xué)經(jīng)過討論，設(shè)計了下圖甲所示的實驗方案。根據(jù)方案回答下列問題：

（1）裝置C在實驗中的作用是。

（2）僅根據(jù)D裝置中黑色粉末變紅這一現(xiàn)象，能否證明混合氣體中一定存在CO？請判斷并說明理由。

（3）小丁根據(jù)裝置E中出現(xiàn)變成藍色的實驗現(xiàn)象，得出該混合氣體中有氫氣存在。你認(rèn)為結(jié)論是否可靠？若可靠請說明理由；若不可靠請對圖甲實驗裝置提出改進意見。

（4）圖甲方案中B裝置可用來吸收CO2但沒有現(xiàn)象。為證明NaOH能和CO2發(fā)生反應(yīng)，小丁又設(shè)計了圖乙所示的方案。則圖乙方案中所加試劑X應(yīng)該是。

（2023杭州模擬）某燃料X在7.2g氧氣中燃燒，得到9.2g混合氣體（可能含有一氧化碳、二氧化碳、水蒸氣）。化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖所示裝置驗證混合氣體的成分。

資料：①濃硫酸具有吸水性。②濃氫氧化鈉溶液能吸收二氧化碳。

（1）通過混合氣體后，A裝置增重4.5g，說明混合氣體中含有。

（2）D裝置的作用是。

（3）當(dāng)觀察到，證明混合氣體中有CO。

（4）實驗結(jié)束后，同學(xué)們稱量B、C裝置共增重3.3g，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可確定燃料X中所含元素及元素質(zhì)量比為。

（2023南潯區(qū)二模）某工業(yè)廢氣中可能含有CO2、CO、H2中的一種或幾種，為了探究氣體的組成，用如圖所示裝置進行實驗：（已知：無水硫酸銅是白色的，遇水會變藍色；堿石灰會吸收水和CO2）

（1）其中A裝置的作用是檢驗并除去CO2。其科學(xué)原理是（用化學(xué)方程式表示）。

（2）若尾氣中有CO，為證明裝置A是否將CO2吸收完，可在A、B間連接一個裝有的洗氣瓶。

（3）若裝置A中試劑不變渾濁，裝置C中出現(xiàn)紅色粉末，裝置D中無水硫酸銅不變藍的現(xiàn)象，可知混合氣體里肯定有（不考慮反應(yīng)開始前的各裝置微小質(zhì)量變化且無水硫酸銅足量）。

（4）裝置F的作用是（寫出一點即可）。專題提升Ⅱ金屬的氧化還原實驗

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模塊一知己知彼1

模塊二知識掌握1

知識點一、金屬氧化還原實驗1

知識點二、混合氣體成分探究（還原性氣體與其他）5

模塊三鞏固提高8

模塊一知己知彼

學(xué)習(xí)目標(biāo)目標(biāo)解讀

氧化還原是初中常見的知識。涉及金屬氧化物與還原劑的反應(yīng)，該類題目考察知識面廣、綜合性強，是考查學(xué)生邏輯思維的一類題目?？疾斓闹R較多，結(jié)合物質(zhì)特性與質(zhì)量變化等，以探究和簡答為主，難度較大。辨別多種氣體混合時，利用酸堿鹽特點鑒別成分。

模塊二知識掌握

知識點一、金屬氧化還原實驗

實驗操作：在一支試管中加入少量的氧化銅，觀察顏色，通入氫氣，過一會兒，再給氧化銅加熱，注意觀察試管中變化，反應(yīng)結(jié)束后繼續(xù)通入氫氣直至試管冷卻。

實驗現(xiàn)象：加熱前氧化銅為黑色粉末狀固體，加熱反應(yīng)一段時間后可觀察到黑色的固體逐漸變成紅色。

實驗結(jié)論：氫氣也可以使氧化銅變成銅。

注意：點燃酒精燈前需要通入一段時間的氫氣，是為了排盡裝置內(nèi)的空氣，反應(yīng)結(jié)束后仍然需要通入一段時間的氫氣，目的是為了避免銅又重新被氧化為氧化銅。

C＋2CuO2Cu＋CO2↑

C＋CO22CO

CO＋CuO△Cu＋CO2

H2＋CuO△Cu＋H2O

（2023春慈溪市校級月考）三國時的“紅臉”關(guān)云長與北宋時的“黑臉”包公本是互不相干的著名歷史人物，但一首描述某一化學(xué)實驗過程的詩卻將兩人聯(lián)系在了一起。詩的內(nèi)容如下：“包公靜坐水晶房，輕風(fēng)迎面喜洋洋，忽然一陣烈火起，燒得包公變云長，云長急令退烈火，只留輕風(fēng)吹暖房。”這首詩中的“包公”“關(guān)云長”及“輕風(fēng)”分別指的是（）

A．C、Cu、CO2B．C、Cu、COC．CuO、Cu、H2D．H2、CuO、Cu

【解答】解：由題意可知，包公意指黑色粉末，輕風(fēng)指氫氣，關(guān)云長意指紅色粉末，退烈火指移去酒精燈，題中的意思指的是黑色的粉末在通入氫氣后變成了紅色，所以實驗指的是氫氣還原氧化銅的實驗，氫氣還原氧化銅，氧化銅是黑色粉末，銅是紅色粉末，且有水生成，由以上分析可知：“包公”“關(guān)云長”及“輕風(fēng)”分別指的是CuO、Cu、H2，故選：C。

（2022秋武義縣期末）某興趣小組設(shè)計如圖裝置，對“一氧化碳還原氧化鐵”的實驗進行拓展研究：

【查閱資料】①加熱MgCO3和Zn的混合物，產(chǎn)生三種氧化物；

②氯化亞銅溶液吸收CO會產(chǎn)生紅色固體Cu2Cl2（CO）22H2O，氨水能加速這一反應(yīng)；反應(yīng)方程式為2CuCl+2H2O+2COCu2Cl2（CO）22H2O

【提出問題】根據(jù)上述資料設(shè)計如圖實驗裝置（固定裝置省略）：

【實驗步驟】

①如圖所示，連接好儀器，檢查裝置氣密性。

②打開彈簧夾，通入適量氮氣，目的是。

③關(guān)閉彈簧夾，點燃A、B兩處酒精燈。

④觀察實驗現(xiàn)象，B處發(fā)現(xiàn)紅色固體變黑；D處出現(xiàn)紅色固體。

⑤熄滅兩處酒精燈，立即至玻璃管冷卻（填實驗操作）。

【實驗分析】

步驟③時，下列關(guān)于實驗的說法正確的是。

A．B處固體質(zhì)量逐漸減小

B．D處現(xiàn)象證明A、B處都發(fā)生了反應(yīng)

C．必須在E處加一只點燃的酒精燈

【解答】解：【實驗步驟】

①如圖所示，連接好儀器，檢查裝置氣密性。

②打開彈簧夾，通入適量氮氣，目的是排出裝置中的空氣，防止影響實驗結(jié)果。

③關(guān)閉彈簧夾，點燃A、B兩處酒精燈。

④觀察實驗現(xiàn)象，B處發(fā)現(xiàn)紅色固體變黑；D處出現(xiàn)紅色固體。

⑤熄滅兩處酒精燈，立即打開彈簧夾通入氮氣至玻璃管冷卻。

故答案為：排出裝置中的空氣，防止影響實驗結(jié)果；打開彈簧夾通入氮氣。

【實驗分析】

A．B處固體質(zhì)量逐漸減小，是因為氧化鐵不斷和一氧化碳反應(yīng)，該選項正確。

B．D處現(xiàn)象證明A處都發(fā)生了反應(yīng)，該選項不正確。

C．不需要在E處加一只點燃的酒精燈，是因為D中的藥品足量，能夠完全吸收一氧化碳，該選項不正確。

故選：A。

（2023淳安縣一模）小金查閱資料發(fā)現(xiàn)：氫氣還原氧化銅的實驗中，若反應(yīng)過程通入氫氣時間不夠，得到的固體產(chǎn)物是銅和氧化亞銅組成的混合物。于是他對反應(yīng)產(chǎn)物的生成情況進行了如下探究：利用圖甲所示實驗裝置，稱取若干份質(zhì)量均為0.6克的氧化銅，在相同條件下分別用氫氣還原不同時間并檢測固體中氧化亞銅的質(zhì)量，結(jié)果如圖乙。

（1）利用圖甲裝置進行氫氣還原氧化銅的實驗時，正確實驗操作順序為。

①加熱

②停止加熱

③通入制好的純凈氫氣

④停止通氫氣

（2）為解釋實驗結(jié)果，小金對氫氣還原氧化銅的反應(yīng)過程提出如下假設(shè)：反應(yīng)經(jīng)歷2CuO+H2Cu2O+H2O、H2+Cu2O2Cu+H2O兩個反應(yīng)，且在同一條件下兩個反應(yīng)同時進行而不是分步進行。若分步進行，則生成的Cu2O的最大質(zhì)量為克。再根據(jù)圖乙所示的探究結(jié)果分析，同時進行的依據(jù)是。

（3）為確保反應(yīng)所得固體中氧化亞銅盡可能少，可采取的措施是。

【解答】解：（1）氫氣有可燃性，加熱氫氣與氧氣的混合物容易發(fā)生爆炸，在加熱氧化銅前，需要先通一段時間的氫氣，停止加熱后，為了防止灼熱的銅重新被氧化，要先冷卻至室溫后，再停止通氫氣，故正確實驗操作順序為③①②④；故答案為：③①②④；

（2）設(shè)分步進行，0.6g的CuO和氫氣反應(yīng)生成氧化亞銅質(zhì)量為x，

2CuO+H2Cu2O+H2O

160144

0.6gx

解得：x＝0.54g，

結(jié)合圖乙所示的探究結(jié)果計算分析，假設(shè)中“在同一條件下兩個反應(yīng)能同時進行”合理的依據(jù)是：如果分步進行，氧化亞銅最大質(zhì)量應(yīng)該是0.54g，而不是0.3218g；故答案為：0.54；如果分步進行，氧化亞銅最大質(zhì)量應(yīng)該是0.54g，而不是0.3218g。

（3）由圖像分析可知：反應(yīng)時間超過5min以后，時間越長產(chǎn)生的Cu2O越少，所以為確保氫氣還原氧化銅所得固體產(chǎn)物中Cu2O盡可能少，應(yīng)采取的措施是加熱條件下通入氫氣的時間足夠長，故答案為：加熱條件下通入氫氣的時間足夠長。

知識點二、混合氣體成分探究（還原性氣體與其他）

混合氣體通常考察H2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先檢驗是否存在H2O、CO2再檢驗H2、CO

①檢驗是否存在H2O、CO2時，應(yīng)先通過無水硫酸銅，若變藍色，則說明混合氣體中有水蒸氣，再通過澄清石灰水，觀察是否變渾濁。

檢驗后去除H2O、CO2，應(yīng)先通過通過氫氧化鈉溶液，吸收二氧化碳，再通過濃硫酸，吸收水蒸氣。

②檢驗是否存在H2、CO時，應(yīng)先通過灼熱的氧化鐵，變黑色，將生成物通過無水硫酸銅，若變藍色，則說明有水蒸氣，從而說明有氫氣。再通過澄清石灰水，觀察是否變渾濁，從而說明有一氧化碳。

一氧化碳是有毒的氣體，排放到空氣中會污染空氣，利用一氧化碳的可燃性采用點燃的方法處理一氧化碳或在導(dǎo)管后扎氣球收集一氧化碳，可以防止污染空氣

（2023婺城區(qū)模擬）開發(fā)和利用清潔高效而又用之不竭的新能源，是21世紀(jì)人類面臨的重要課題。請回答：

（1）農(nóng)作物經(jīng)微生物發(fā)酵可制成乙醇，發(fā)酵過程分兩步：第一步：農(nóng)作物先轉(zhuǎn)化為葡萄糖（C6H12O6），第二步：葡萄糖在無氧環(huán)境下再轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳。請問第二步發(fā)生的反應(yīng)屬于基本反應(yīng)類型中的。

（2）氫氣是一種理想的能源?，F(xiàn)通過生物法制得的氫氣中混有CO2、O2和水蒸氣等（氫氣的體積分?jǐn)?shù)通常為60%～90%），為了得到純凈的氫氣，將混合氣體依次通過如圖的裝置（試劑均足量）。該除雜方案是否正確？說明理由。。

【解答】解：（1）葡萄糖在無氧環(huán)境下再轉(zhuǎn)化為乙醇和二氧化碳，該反應(yīng)是由一種反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為兩種生成物，符合“一變多”特點，屬于基本反應(yīng)類型中的分解反應(yīng)；

（2）通過生物法制得的氫氣中混有CO2、O2和水蒸氣等（氫氣的體積分?jǐn)?shù)通常為60%～90%），為了得到純凈的氫氣，將混合氣體依次通過NaOH溶液、灼熱的Cu絲和干燥裝置，該除雜方案不正確，理由是通過灼熱的Cu絲時，氫氣與氧氣混合受熱可能發(fā)生爆炸，另外，氫氧化鈉溶液中的水蒸氣進入加熱裝置中，易使試管炸裂；

故答案為：

（1）分解反應(yīng)；

（2）不正確；通過灼熱的Cu絲時，氫氣與氧氣混合受熱可能發(fā)生爆炸，另外，氫氧化鈉溶液中的水蒸氣進入加熱裝置中，易使試管炸裂。

（2023春義烏市校級月考）現(xiàn)有甲烷和氧氣的混合氣體14.4g在密閉的容器中充分燃燒，生成CO、CO2和H2O三種物質(zhì)，冷卻到室溫后，氣體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼亩种?，欲使甲烷完全燃燒，原容器中?yīng)增加氧氣的質(zhì)量至少為（）

A．0.8gB．1.6g

C．3.2gD．0.8g﹣1.6g之間

【解答】解：現(xiàn)有甲烷和氧氣的混合氣體14.4g在密閉的容器中充分燃燒，生成CO、CO2和H2O三種物質(zhì)，冷卻到室溫后，氣體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼亩种唬f明冷卻的水蒸氣有7.2g，水中氫元素的質(zhì)量為：7.2g0.8g，水中的氫元素全部來自于甲烷，則甲烷的質(zhì)量為：0.8g3.2g，甲烷和氧氣的混合氣體中氧氣的質(zhì)量為：14.4g﹣3.2g＝11.2g，

設(shè)3.2g甲烷完全燃燒需要氧氣的質(zhì)量為x。

CH4+2O2CO2+2H2O

1664

3.2gx

x＝12.8g

則3.2g甲烷完全燃燒需要氧氣的質(zhì)量為12.8g，欲使甲烷完全燃燒，原容器中應(yīng)增加氧氣的質(zhì)量至少為：12.8g﹣11.2g＝1.6g。

故選：B。

（2023金華）某混合氣體由CO、CO2、H2、水蒸氣中的兩種組成。小金利用如圖裝置探究其成分（所用藥品均足量，反應(yīng)均完全）。

（1）檢查裝置氣密性：在甲、丙裝置中倒入適量的水，關(guān)閉丙丁之間止水夾，往甲裝置中鼓入一定量空氣后，停止鼓氣。如果氣密性良好，甲裝置中廣口瓶內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是。

（2）實驗過程中，先點燃丁處酒精燈，再通入混合氣體，過一會點燃乙處酒精燈，先觀察到丙裝置中澄清石灰水變渾濁，過一會觀察到乙裝置中黑色粉末變紅，甲裝置電子天平讀數(shù)恒定不變，則原混合氣體組成可能是。

【解答】解：（1）在甲、丙裝置中倒入適量的水，關(guān)閉丙丁之間止水夾，往甲裝置中鼓入一定量空氣后，此時裝置內(nèi)壓強比外界大，停止鼓氣，如果氣密性良好，甲裝置中左邊的導(dǎo)管液體會從導(dǎo)管中流出或液面上升，故答案為：甲裝置左邊導(dǎo)管液面上升，并停留在一定的位置上不下降；

（2）某混合氣體由CO、CO2、H2、水蒸氣中的二種組成，點燃乙處酒精燈后，先觀察到丙裝置中澄清石灰水變渾濁，說明該混合氣體中有CO2；過一會觀察到乙裝置中黑色粉末變紅，而某混合氣體由CO、CO2、H2、水蒸氣中的兩種組成，說明該混合氣體中含有CO或H2中的一種，因為CO、H2都能與乙裝置中的氧化銅粉末發(fā)生反應(yīng)，觀察到乙裝置中黑色粉末變紅；而甲裝置電子天平讀數(shù)恒定不變，說明該混合氣體中一定不含水蒸氣，故答案為：CO2、CO或CO2、H2。

（2022秋慈溪市校級期中）某氣體可能由H2、CO、CO2、H2O、HCl中的一種或幾種組成，為確定其成分，進行如下實驗：

氣體通過有關(guān)裝置時觀察到的現(xiàn)象如下：

裝置編號ABCDE

試劑硝酸銀溶液澄清石灰水氧化銅粉末澄清石灰水無水硫酸銅

現(xiàn)象無明顯變化變渾濁變紅色無明顯變化變藍色

試推斷：

（1）裝置A的作用是。

（2）根據(jù)上表中的現(xiàn)象判斷該氣體中一定含有。

（3）若想證明該氣體的確切成分、應(yīng)如何改進裝置？寫出具體改進方案。

【解答】解：硝酸銀和鹽酸反應(yīng)生成氯化銀沉淀和硝酸，二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，一氧化碳和氧化銅加熱生成銅和二氧化碳，氫氣和氧化銅加熱生成銅和水，無水硫酸銅遇水變藍色。

混合氣通過硝酸銀無明顯現(xiàn)象，說明了一定無氯化氫；會使B處澄清石灰水變渾濁，說明了一定存在二氧化碳；氧化銅粉末變紅，說明了存在氫氣或一氧化碳；D處石灰水無明顯現(xiàn)象，說明不含一氧化碳，一定含有氫氣，E處無水硫酸銅變藍色，水可能是氫氣和氧化銅反應(yīng)生成的，也可能是氣體通過澄清石灰水帶出來的，還可能是原氣體中含有的，所以不能確定是否存在水蒸氣，

（1）裝置A的作用是：檢驗并除凈氯化氫氣體；故答案為：檢驗并除凈氯化氫氣體；

（2）根據(jù)上表中的現(xiàn)象判斷該氣體中一定含有二氧化碳、氫氣；故答案為：二氧化碳、氫氣；

（3）若想證明該氣體的確切成分，具體改進方案是：將裝有無水硫酸銅的干燥管放在A裝置之前。故答案為：將裝有無水硫酸銅的干燥管放在A裝置之前。

模塊三鞏固提高

（2023秋北侖區(qū)期末）如圖是氫氣還原氧化銅實驗裝置。

（1）圖甲是某同學(xué)設(shè)計的實驗裝置，他能觀察到的實驗現(xiàn)象是。

（2）另一同學(xué)利用圖乙裝置，實驗時先擠壓微型滴管，后點燃酒精燈。這樣做是為了。

（3）圖乙裝置與圖甲相比，優(yōu)點是（寫出一點即可）。

【解答】解：（1）在加熱的條件下，氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水，因此觀察到的實驗現(xiàn)象是試管中的黑色粉末慢慢變成紅色，試管口處有水珠出現(xiàn)；故答案為：試管中的黑色粉末慢慢變成紅色，試管口處有水珠出現(xiàn)；

（2）可燃性氣體在加熱或點燃前都不能混有氧氣，所以實驗時都應(yīng)該先先擠壓微型滴管讓稀硫酸與鋅反應(yīng)產(chǎn)生氫氣排凈容器內(nèi)的空氣而后再加熱，這主要是防止發(fā)生爆炸；故答案為：防止發(fā)生爆炸；

（3）該微型實驗裝置節(jié)約費用，儀器成本低，試劑用量少，能源消耗少，減少污染等；故答案為：節(jié)約藥品（答案合理即可）。

（2022秋婺城區(qū)校級月考）已知木炭還原氧化銅實驗中木炭和氧化銅已完全反應(yīng)，但生成物中除了Cu還含有Cu2O，現(xiàn)做“測定產(chǎn)物中Cu2O”的含量實驗，已知Cu和Cu2O均為不溶于水的紅色固體，Cu2O+H2H2O+Cu。取木炭還原CuO后的2g的固體樣品，用如圖裝置進行實驗（固定裝置略去，堿石灰為氧化鈣和氫氧化鈉混合物），并測得以下數(shù)據(jù)。

（1）點燃酒精燈之前和熄滅酒精燈之后都需要持續(xù)通一段時間氫氣，點燃酒精燈之前通氫氣的目的是；

（2）經(jīng)測定反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量分別為100.00g、100.18g，計算產(chǎn)物中Cu2O的含量，由數(shù)據(jù)可知，該樣品中Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是；

（3）方案二中利用同樣的裝置，還可通過測定反應(yīng)前后裝置（填“a”、“b”或“c”）的質(zhì)量達到實驗?zāi)康摹?/p>

【解答】解：（1）點燃酒精燈之前通氫氣的目的是排盡裝置中的空氣，防止加熱時氫氣發(fā)生爆炸，故答案為：排盡裝置中的空氣，防止加熱時氫氣發(fā)生爆炸；

（2）經(jīng)測定反應(yīng)前后裝置d的質(zhì)量分別為100.00g、100.18g，則根據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成水的質(zhì)量為100.18g﹣100.00g＝0.18g，則設(shè)產(chǎn)物中Cu2O的含量為x，

Cu2O+H22Cu+H2O

14418

x0.18g

解得x＝1.44g

樣品中Cu2O的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是。

（3）可通過測定反應(yīng)前后裝置c的質(zhì)量達到實驗?zāi)康?，反?yīng)前后裝置c的質(zhì)量差即為Cu2O中氧元素的質(zhì)量，根據(jù)氧元素的質(zhì)量，可以計算Cu2O的質(zhì)量，進一步可以計算產(chǎn)物中Cu2O的含量，故答案為：c。

（2022西湖區(qū)校級一模）小金為了探究氧化銅與氫氣的反應(yīng)和反應(yīng)產(chǎn)物，用如圖所示裝置進行實驗。注射器內(nèi)裝滿氫氣，并將200mL注射器針頭扎入橡皮塞中。將少許氧化銅粉末送入長柄U形石英玻璃管內(nèi)并平鋪于管底。將少量白色的無水硫酸銅粉末送入長柄U形石英玻璃管中并平鋪于直管中部。然后將一個氣球套在長柄U形石英玻璃管的直管出口處，連接好整個實驗裝置并檢查裝置氣密性……

（1）為確保實驗安全，在點燃酒精燈加熱前的操作是。

（2）裝置末端連接的氣球的作用是。

（3）實驗過程中，當(dāng)觀察到現(xiàn)象時可判斷一定有產(chǎn)物水生成。

（4）實驗開始時加入a克純氧化銅粉末，實驗結(jié)束后取出U形管底的固體稱量為b克，

當(dāng)b為（用含有a式子表示）時，可判斷氧化銅已完全轉(zhuǎn)化為銅。

【解答】解：（1）氫氣還原氧化銅時，要先通氫氣排凈空氣防止爆炸，所以在點燃酒精燈加熱前的操作是通入氫氣；

（2）氣球能收集尾氣，并能防止空氣中水蒸氣進入裝置，干擾生成物水的檢驗；

（3）水能使無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色，所以當(dāng)觀察到U形石英玻璃管的直管中部分白色粉末變?yōu)樗{色，說明一定有產(chǎn)物水生成；

（4）氫氣與氧化銅完全反應(yīng)，生成的固體物質(zhì)只有銅

H2+CuOCu+H2O

8064

a克b克

根據(jù)：解得：b。

故答案為：（1）通入氫氣；

（2）收集尾氣，并能防止空氣中水蒸氣進入裝置，干擾生成物水的檢驗；

（3）U形石英玻璃管的直管中部分白色粉末變?yōu)樗{色；

（4）。

（2022溫州二模）氫氣具有還原性，能在加熱條件下與CuO發(fā)生反應(yīng)：H2+CuOCu+H2O。某同學(xué)為了驗證氫氣還原氧化銅的產(chǎn)物，設(shè)計了如圖由A、B、C三部分組成的實驗裝置。

（1）實驗中，用鋅粒和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣．實驗開始前需要先檢驗氫氣的純度，然后應(yīng)先通一段時間氫氣，再加熱氧化銅進行反應(yīng)，其主要目的是；

（2）上述實驗裝置還存在不足之處，為了達到實驗?zāi)康?，使根?jù)現(xiàn)象得出的結(jié)論更嚴(yán)格更科學(xué)，請你提出修改意見：。

【解答】解：（1）氫氣具有可燃性，點燃或加熱氫氣與空氣的混合物容易發(fā)生爆炸，所以先通一段時間氫氣，是趕盡裝置中的空氣，防止爆炸．

（2）制取的氫氣中會混有水蒸氣，為了防止對實驗結(jié)果的干擾，應(yīng)在AB之間防止一個干燥裝置。

故答案為：（1）排盡裝置內(nèi)的空氣，防止裝置發(fā)生爆炸；

（2）在AB之間放一個干燥裝置。

（2023婺城區(qū)三模）已知某混合氣體由H2、CO和CO2三種氣體組成。為驗證該混合氣體成分，某小組同學(xué)經(jīng)過討論，設(shè)計了下圖甲所示的實驗方案。根據(jù)方案回答下列問題：

（1）裝置C在實驗中的作用是。

（2）僅根據(jù)D裝置中黑色粉末變紅這一現(xiàn)象，能否證明混合氣體中一定存在CO？請判斷并說明理由。

（3）小丁根據(jù)裝置E中出現(xiàn)變成藍色的實驗現(xiàn)象，得出該混合氣體中有氫氣存在。你認(rèn)為結(jié)論是否可靠？若可靠請說明理由；若不可靠請對圖甲實驗裝置提出改進意見。

（4）圖甲方案中B裝置可用來吸收CO2但沒有現(xiàn)象。為證明NaOH能和CO2發(fā)生反應(yīng)，小丁又設(shè)計了圖乙所示的方案。則圖乙方案中所加試劑X應(yīng)該是。

【解答】解：（1）根據(jù)可用澄清石灰水檢驗二氧化碳?xì)怏w知，裝置C在實驗中的作用是檢驗二氧化碳?xì)怏w是否除盡；

（2）在加熱條件下，H2、CO均能與氧化銅反應(yīng)，使D裝置中產(chǎn)生黑色粉末變紅這一現(xiàn)象，所以僅根據(jù)D裝置中黑色粉末變紅這一現(xiàn)象，不能證明混合氣體中一定存在CO；

（3）裝置E中出現(xiàn)白色硫酸銅粉末變成藍色的實驗現(xiàn)象，說明有水蒸氣進入，該水蒸氣可能是氫氣與氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生的，也可能是氣體從C中帶入的，所以小丁根據(jù)裝置E中出現(xiàn)白色硫酸銅粉末變成藍色的實驗現(xiàn)象，得出該混合氣體中有氫氣存在的結(jié)論是不可靠的，圖甲實驗裝置中應(yīng)在CD之間加一個氣體干燥裝置；

（4）鋇離子遇碳酸根離子會產(chǎn)生碳酸鋇沉淀，則方案中所加試劑X應(yīng)該是氫氧化鈉和氯化鋇．

故答案為：（1）檢驗二氧化碳?xì)怏w是否除盡；

（2）不能，H2能與氧化銅反應(yīng)；

（3）不可靠，圖甲實驗裝置中應(yīng)在CD之間加一個氣體干燥裝置；

（4）氫氧化鈉和氯化鋇。

（2023杭州模擬）某燃料X在7.2g氧氣中燃燒，得到9.2g混合氣體（可能含有一氧化碳、二氧化碳、水蒸氣）。化學(xué)興趣小組的同學(xué)利用如圖所示裝置驗證混