專題3金屬的氧化還原實驗(學(xué)生版+解析)

專題3金屬的氧化還原實驗?zāi)繕?biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(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(qiáng)，是考查學(xué)生邏輯思維的一類題目。考察的知識較多，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(diǎn)鑒別成分。知識精講知識精講知識點(diǎn)01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(diǎn)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＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2COCO＋CuO△Cu＋CO2H2＋CuO△Cu＋H2O【即學(xué)即練1】在學(xué)習(xí)“金屬的冶煉”時，某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置測量氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗所取氧化銅樣品質(zhì)量為10克。（所含雜質(zhì)不參加反應(yīng)）（1）玻璃管內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是________。（2）甲同學(xué)的方法：先測出氫氧化鈉濃溶液的質(zhì)量為50克，待反應(yīng)完全后再次稱量，質(zhì)量為54.4克。請你計算樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（一氧化碳不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)）（3）乙同學(xué)的方法：先稱量出玻璃管及樣品的總質(zhì)量為m1，待反應(yīng)完全后再次稱量，質(zhì)量為m2，利用m1-m2的值，求出樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。其中m1-m2的值是指________的質(zhì)量。（4）同學(xué)們查閱到CO除了具有可燃性、難溶于水等性質(zhì)外，還具有毒性。因此，本實驗中還需對尾氣進(jìn)行處理。請你提出一種處理方法________?！炯磳W(xué)即練2】（2019·紹興模擬）某科學(xué)興趣小組的同學(xué)用如圖裝置，進(jìn)行木炭還原CuO的探究實驗，生成物是紅色固體和無色氣體。他們查閱資料后得知氧化亞銅（Cu2O）為紅色固體，猜測反應(yīng)物比例不同，產(chǎn)物也會不同。生成物中有CO2、CO和Cu，固體還可能有Cu2O，Cu2O能和常見的酸（HNO3除外）反應(yīng)生成Cu2+和Cu，微量的CO氣體能使?jié)駶櫟狞S色氯化鈀試紙變藍(lán)色。為此，請你和他們一起進(jìn)行如下探究。（1）該興趣小組同學(xué)設(shè)計的木炭還原CuO實驗裝置有何不足之處？（2）為驗證產(chǎn)生的氣體是CO2和CO的混合物，將混合氣體進(jìn)行如下操作：實驗中觀察到________現(xiàn)象，則證明是CO2和CO的混合氣體。（3）探究紅色固體中是否有Cu2O。設(shè)計一個簡便的實驗方案，如下表所示。實驗步驟向剩余固體中加入稀鹽酸反應(yīng)后，靜置實驗現(xiàn)象與結(jié)論現(xiàn)象：________________；結(jié)論：紅色固體中有Cu2O化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________知識點(diǎn)02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、CO①檢驗是否存在H2O、CO2時，應(yīng)先通過無水硫酸銅，若變藍(lán)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(lán)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(diǎn)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【即學(xué)即練3】某氣體可能由CO、H2、水蒸氣中的一種或幾種組成。小科利用下圖的裝置探究其成分，已知無水硫酸銅遇水會變藍(lán)色。（1）甲裝置中盛放的液體是________。（2）實驗過程中觀察到無水硫酸銅不變色，澄清石灰水變渾濁，則原氣體中一定含有________（填化學(xué)式），同時乙裝置中黑色固體變________色?！炯磳W(xué)即練4】（2018九上·溫嶺期中）水煤氣是一種工業(yè)上常用的氣體燃料，一般用焦炭和水蒸氣在高溫下反應(yīng)制得，含有少量的CO2和水蒸氣雜質(zhì)。某化學(xué)興趣小組對水煤氣的主要成分進(jìn)行研究?！静殚嗁Y料】⑴白色的無水硫酸銅粉末遇水變成藍(lán)色。⑵Na2CO3與少量鹽酸反應(yīng)生成NaHCO3和NaCl，與過量鹽酸反應(yīng)時生成NaCl、H2O、CO2?！緦嶒灱僭O(shè)】①可燃?xì)怏w只是CO

②可燃?xì)怏w只是H2

③可燃?xì)怏w是CO、H2的混合氣。【實驗過程】實驗小組按以下流程進(jìn)行實驗實驗中，發(fā)現(xiàn)黑色氧化銅變紅，且無水硫酸銅變藍(lán)色，還觀察到澄清石灰水變渾濁，證明水煤氣為________(填實驗假設(shè)的序號)，根據(jù)實驗現(xiàn)象寫出無水硫酸銅的一種用途________?！緦嶒灧此肌扛鶕?jù)實驗結(jié)論，甲同學(xué)認(rèn)為實驗應(yīng)保證安全，防止中毒，對尾氣的處理方法是________?！緦嶒炌卣埂繉嶒灪螅彝瑢W(xué)認(rèn)為欲檢驗所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入幾滴稀鹽酸，若沒有氣體產(chǎn)生，則溶液中還有NaOH剩余，但丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的設(shè)計是錯誤的，理由是(結(jié)合化學(xué)方程式解釋)________。分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2019九上·吳興期中）銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。在實驗室里我們常用氫氣和一氧化碳還原氧化銅來的到金屬銅，下圖甲和乙分別是氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置，有關(guān)甲、乙兩實驗說法錯誤的是（

）A.甲實驗試管口略向下傾斜是為了防止冷凝水倒流使試管炸裂

B.乙實驗可以通過澄清石灰水是否變渾濁判斷反應(yīng)是否發(fā)生

C.甲、乙兩實驗中，都應(yīng)先通入氣體，再加熱，以防止發(fā)生爆炸

D.甲、乙兩實驗中，氫氣和一氧化碳都將氧化銅變成游離態(tài)銅，都發(fā)生了置換反應(yīng)2．實驗室用鐵、氧化銅、硫酸為原料制取銅，某同學(xué)設(shè)計了兩個實驗方案：①Feeq\o(→,\s\up10(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up10(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若用這兩種方法制得質(zhì)量相同的銅，下列說法中與實驗事實相符的是()A．消耗相同質(zhì)量的氧化銅B．消耗相同質(zhì)量的鐵C．消耗相同質(zhì)量的硫酸D．生成相同質(zhì)量的硫酸亞鐵3．[2018·杭州上城區(qū)二模]小陳在進(jìn)行CO與Fe2O3反應(yīng)的實驗時，觀察到如下現(xiàn)象：紅色粉末變黑，澄清石灰水變渾濁，待反應(yīng)結(jié)束，裝置冷卻后稱量，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體質(zhì)量減小，裝有澄清石灰水的裝置質(zhì)量增加。對于上述實驗現(xiàn)象的分析錯誤的是()A．一氧化碳具有還原性B．生成的黑色物質(zhì)能被磁鐵吸引C．本實驗如果要制得5.6gFe，則通入CO的質(zhì)量要遠(yuǎn)大于4.2gD．硬質(zhì)玻璃管內(nèi)減小的質(zhì)量等于裝有澄清石灰水裝置增加的質(zhì)量4.某同學(xué)實驗時，用氫氣還原16g氧化銅，反應(yīng)一段時間后，停止加熱，冷卻后稱量剩余固體質(zhì)量為14.4g，則下列結(jié)論正確的是(

)A.有1.6g水生成

B.有1.4g銅生成

C.實際用去氫氣的質(zhì)量大于0.2g

D.有80%的氧化銅參加反應(yīng)5.（2020九上·椒江期中）某混合氣體可能含有CO、CO2、CH4和HCl中的一種或幾種，為了確定其成分，將混合氣體按如圖所示裝置進(jìn)行實驗（假設(shè)各步均充分反應(yīng)或吸收），結(jié)果裝置A中的石灰水不變渾濁，但混合氣體的體積明顯減小；裝置D增重1.8g；裝置E增重2.4g，下列分析正確的是（）A.裝置A中石灰水不變混濁，所以氣體中一定不含二氧化碳

B.裝置C對實驗結(jié)果不產(chǎn)生影響，所以可以去掉裝置C以簡化實驗方案

C.后續(xù)裝置的目的是阻止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置E中，干擾CO的檢驗

D.該混合氣體成分可能是CH4和CO題組B能力提升練1.（2021九下·杭州開學(xué)考）按如圖進(jìn)行實驗，已知A為H2、CO中的一種或兩者的混合物，甲裝置中的黑色粉末為CuO、炭粉中的一種或兩者的混合物。根據(jù)下列要求，回答問題：（1）若黑色粉末是純凈物，甲、乙、丙裝置中的固體或溶液依次出現(xiàn)紅色、藍(lán)色、渾濁，則氣體A是________，黑色粉末為________。（2）若第（1）問中：乙裝置的物質(zhì)增重3.6g，丙裝置中的物質(zhì)增重4.4g，則至少需通入________g氣體。2.（2019·杭州模擬）用含有二氧化碳和水蒸氣雜質(zhì)的某種還原性氣體測定一種鐵的氧化物（FexOy）的組成，實驗裝置如圖所示：（1）過程中丁裝置中沒有明顯的變化，而戊裝置中出現(xiàn)了白色沉淀，則該還原性氣體是________.（2）乙裝置的作用是________

。（3）上述實驗中，如果沒有甲裝置，將使測定結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比________。（填“偏大”“偏小”或“無影響”）3.（2019·金華）某興趣小組在實驗室相對封閉的裝置內(nèi)燃燒某種含碳、氫、氧元素的垃圾，對產(chǎn)生的廢氣成分（不考慮氣態(tài)有機(jī)物）按如圖所示的裝置進(jìn)行檢驗?！緦嶒炑芯俊坷瓌幼⑸淦鳎審U氣依次通過裝置。

【實驗分析】（1）能證明廢氣中有水蒸氣存在的現(xiàn)象是________；（2）F處的大號注射器，可以引導(dǎo)氣體流向，其另一個主要作用是________；（3）【反思評價】小金認(rèn)為，僅根據(jù)E中澄清石灰水變渾濁，無法確定一氧化碳的存在，其理由是________；（4）小金根據(jù)D中的粉末由黑色變?yōu)榧t色，得出廢氣中存在一氧化碳。小麗認(rèn)為該結(jié)論不夠嚴(yán)密，若廢氣中存在氫氣也會出現(xiàn)該現(xiàn)象。要使上述結(jié)論更加嚴(yán)密，還應(yīng)添加的一個實驗裝置及位置是________?！緦嶒灲Y(jié)果】經(jīng)檢驗，廢氣中存在CO2、CO、H2O。4.（2020·金華·麗水）除H2、CO能還原氧化銅外，CH4及其它一些具有還原性的氣體也能與氧化銅發(fā)生反應(yīng)。如：加熱時，CH4能與CuO反應(yīng)生成Cu、CO2和H2O。某拓展小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示實驗裝置(夾持裝置省略)，分別對有關(guān)氣體問題進(jìn)行探究。請按要求回答相關(guān)問題。（1）【探究Ⅰ】對已知?dú)怏w性質(zhì)的探究。將CH4氣體按如圖所示裝置進(jìn)行規(guī)范實驗，可觀察到的實驗現(xiàn)象有________(填序號)；①A裝置中的黑色粉末變成光亮的紅色物質(zhì)②B裝置中的固體由白色變藍(lán)色③C裝置中溶液變渾濁（2）【探究Ⅱ】對氣體組成的探究。氣體X可能由H2、CH4中的一種或兩種組成，同學(xué)們按如圖所示實驗裝置對其組成進(jìn)行探究。①C裝置中溶液變渾濁，可證明氣體X中含有________；②根據(jù)B裝置中的固體由白色變藍(lán)色的現(xiàn)象，得出氣體X中含有H2的結(jié)論，請對此結(jié)論作出評價，并說明理由________。（3）【探究Ⅲ】對未知?dú)怏w的探究。將某火箭燃料X通過如圖所示裝置，觀察到A裝置中的黑色粉末變成光亮的紅色物質(zhì)；B裝置中的固體由白色變藍(lán)色，C裝置中溶液不變渾濁。C中導(dǎo)出的氣體是空氣中含量最多的物質(zhì)。已知燃料X是由2種元素組成的純凈物，其相對分子質(zhì)量為32。根據(jù)現(xiàn)象及信息推斷并寫出：A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________。5.（2020·杭州）小金利用圖示裝置進(jìn)行“一氧化碳還原氧化鐵”及產(chǎn)物檢驗的實驗。實驗步驟如下步驟1：連接裝置并檢查裝置的氣密性，在確保裝置氣密性良好的基礎(chǔ)上，按圖示在各裝置中添加藥品；步驟2：緩慢推注射器活塞，利用甲酸(一種無色溶液，溶質(zhì)為HCOOH)與濃硫酸在80℃水浴的條件下制備一氧化碳(反應(yīng)原理：HCOOHCO↑+H2O)；步驟3：待萬用瓶中澄清石灰水下降至安全線以下后再點(diǎn)燃酒精燈，當(dāng)W型管右側(cè)彎管處的氧化鐵全部變?yōu)楹谏珪r，繼續(xù)加熱2分鐘后熄滅酒精燈；步驟4：撤去酒精燈和盛熱水的燒杯，用磁鐵吸引黑色物質(zhì)至W型管左側(cè)彎管處進(jìn)行固體產(chǎn)物的檢驗。（1）進(jìn)行氣密性檢査時，可在萬用瓶中盛適量水，然后推注射器活塞，當(dāng)觀察到________(填寫現(xiàn)象)，說明裝置氣密性良好。（2）點(diǎn)燃酒精燈前，需要“待萬用瓶中澄清石灰水下降至安全線以下”的原因是________（3）步驟3后，W型管左側(cè)彎管處為反應(yīng)后得到的稀硫酸，若固體產(chǎn)物全部是鐵，步驟4中能觀察到的現(xiàn)象是________6.（2021·鄞州模擬）如圖所示為純凈的CO氣體與氧化銅反應(yīng)制取銅的實驗裝置。請分析并回答以下問題：（1）在對A中氧化銅進(jìn)行加熱前，需要先通一段時間的CO氣體，其目的是________。（2）查閱資料得知：①CO氣體與氧化銅反應(yīng)除生成銅外還可能生成氧化亞銅（Cu2O）；②銅和氧化亞銅均為不溶于水的紅色固體；③Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。小科為了探究反應(yīng)所得紅色固體的成分，進(jìn)行了如下實驗：

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論步驟取20g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸________紅色固體可能是氧化亞銅，也可能是銅和氧化亞銅步驟將步驟一反應(yīng)所得的混合物經(jīng)濾、洗滌、干燥并稱量剩余紅色固體質(zhì)量剩余紅色固體質(zhì)量為16g20g紅色固體中，銅和氧化亞銅的質(zhì)量比為________題組C培優(yōu)拔尖練1.（2020九上·江北期末）某CuO粉末中混有少量Cu2O，現(xiàn)有一課外活動小組利用下圖所示裝置測定其中Cu2O的質(zhì)量。已知在加熱條件下，氫氣還原氧化亞銅生成銅和水，一氧化碳還原氧化亞銅生成銅和二氧化碳。請根據(jù)圖示內(nèi)容回答下列問題：

（1）X是常見還原性氣體CO、H2

中的一種，請根據(jù)該組合裝置判斷X的化學(xué)式為________。（2）若缺少B裝置，將直接導(dǎo)致反應(yīng)后D裝置內(nèi)的物質(zhì)的質(zhì)量________（填“偏大”、“偏小”或“不影響”）。（3）E裝置的作用是________。（4）已知反應(yīng)前CuO和Cu2O的總質(zhì)量為m1g，完全反應(yīng)后D中U型管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量增加了m2g(損失忽略不計)，則原混合物中Cu2O的質(zhì)量為________g。2.某興趣小組的同學(xué)到實驗室進(jìn)行氣體性質(zhì)實驗。（1）第一小組同學(xué)為檢驗?zāi)矯O2氣體中是否混有CO和H2，設(shè)計了如下的實驗裝置：請回答：①A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。②實驗過程中觀察到C裝置變藍(lán)色，小馮同學(xué)由此判斷氣體中一定混有H2，小汪同學(xué)認(rèn)為不對，理由是________。（2）第二小組的同學(xué)探究某混合氣體的成分。已知該混合氣體中可能含有氫氣、一氧化碳和二氧化碳的一種或幾種。小組成員沒裝A裝置，直接把混合氣體通入灼熱的盛有足量氧化銅的試管（已排盡空氣），充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量減少1.8g，將反應(yīng)完全后的氣體全部通入過量的澄清石灰水，充分反應(yīng)后，得到10g白色沉淀，則混合氣體的成分至少有________種，肯定有的氣體是________。3.（2021·金華模擬）半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和水蒸氣。某科學(xué)興趣小組為檢驗半水煤氣的某些成分，設(shè)計的實驗方案如圖所示。查閱資料可知堿石灰是CaO和NaOH的混合物。回答下列問題：（1）A瓶中產(chǎn)生白色沉淀，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。（2）D裝置中“冰水”的作用是________。（3）實驗結(jié)果證明有H2、CO、CO2存在，根據(jù)實驗裝置回答，證明CO存在，只需觀察到的現(xiàn)象是________。（4）為了測定半水煤氣中H2、CO質(zhì)量的實驗方案如下：若步驟Ⅳ中濃硫酸質(zhì)量增加a克，步驟Ⅴ的KOH溶液質(zhì)量增加b克，則半水煤氣中H2與CO的質(zhì)量比為________（用含字母a、b的代數(shù)式表示）。4.（2020九上·杭州期中）某混合氣體可能有CO2、CO、H2中的一種或幾種，某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)為了研究氣體的組成，設(shè)計了如圖裝置進(jìn)行實驗（夾持裝置已省略）．實驗后發(fā)現(xiàn)A裝置中溶液變渾濁，C中的固體由黑色變紅色，D中的固體由白色變藍(lán)色，F(xiàn)裝置中有水流入燒杯。在反應(yīng)前后對C、D裝置進(jìn)行了質(zhì)量的測量（各步反應(yīng)均完全），測量結(jié)果如下表：

反應(yīng)前后反應(yīng)前反應(yīng)后C裝置中試管與固體的總質(zhì)量(克)acD裝置中U形管與固體的總質(zhì)量(克)bd請分析回答下列問題：（1）請寫出A裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式________。（2）一定能證明混合氣體中有氫氣存在的實驗現(xiàn)象是________。（3）F裝置的作用：①“抽氣”；②________。（4）證明原混合氣體中有CO存在的定量關(guān)系是________（用字母a、b、c、d表示．）5.（2020九上·鄞州期中）某課外活動小組的同學(xué)將16克氧化銅和過量的炭粉均勻混合,用如圖1所示裝置進(jìn)行實驗．圖中鐵架臺等裝置已略去．請回答有關(guān)問題：

（1）實驗中最多能得到銅________克．（2）同學(xué)們想通過測定消耗碳、氧元素的質(zhì)量和生成二氧化碳的質(zhì)量,以進(jìn)一步分析氧化銅和炭粉反應(yīng)產(chǎn)生的氣體除CO2外是否還有其它產(chǎn)物．反應(yīng)一段時間后停止加熱,冷卻到室溫．反應(yīng)前后測得數(shù)據(jù)如下:裝置反應(yīng)前反應(yīng)后A試管的質(zhì)量36.2克氧化銅和炭粉混合物的質(zhì)量20.0克試管和固體物質(zhì)的質(zhì)量54.8克B反應(yīng)后瓶內(nèi)液體比反應(yīng)前增重1.1克分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn),反應(yīng)中消耗碳和氧元素的質(zhì)量大于生成二氧化碳的質(zhì)量．下列4項中跟這一結(jié)果有關(guān)的有哪幾項?

（填編號）A.裝置中還有一部分CO2未被NaOH溶液吸收

B.氧化銅和炭粉反應(yīng)產(chǎn)生的氣體除CO2外還有CO

C.氧化銅和炭粉沒有完全反應(yīng)

D.該反應(yīng)不符合質(zhì)量守恒定律（3）有同學(xué)認(rèn)為用圖2所示裝置C代替上面的裝置A,加熱前先通一會氣體X,停止加熱后再通一會該氣體,這樣可使實驗測得的數(shù)據(jù)更能準(zhǔn)確的說明問題．你認(rèn)為在O2、N2和H2三種氣體中，X應(yīng)選擇哪一種氣體?________專題3金屬的氧化還原實驗?zāi)繕?biāo)導(dǎo)航目標(biāo)導(dǎo)航課程標(biāo)準(zhǔn)課標(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(qiáng)，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(diǎn)鑒別成分。知識精講知識精講知識點(diǎn)01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(diǎn)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＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高溫))2COCO＋CuO△Cu＋CO2H2＋CuO△Cu＋H2O【即學(xué)即練1】在學(xué)習(xí)“金屬的冶煉”時，某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置測量氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實驗所取氧化銅樣品質(zhì)量為10克。（所含雜質(zhì)不參加反應(yīng)）（1）玻璃管內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是________。（2）甲同學(xué)的方法：先測出氫氧化鈉濃溶液的質(zhì)量為50克，待反應(yīng)完全后再次稱量，質(zhì)量為54.4克。請你計算樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。（一氧化碳不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)）（3）乙同學(xué)的方法：先稱量出玻璃管及樣品的總質(zhì)量為m1，待反應(yīng)完全后再次稱量，質(zhì)量為m2，利用m1-m2的值，求出樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。其中m1-m2的值是指________的質(zhì)量。（4）同學(xué)們查閱到CO除了具有可燃性、難溶于水等性質(zhì)外，還具有毒性。因此，本實驗中還需對尾氣進(jìn)行處理。請你提出一種處理方法________?！敬鸢浮浚?）黑色固體變?yōu)榧t色

（2）生產(chǎn)CO2的質(zhì)量是54.4g-50g=4.4g設(shè)：樣品中氧化銅的質(zhì)量是xCO+CuO高溫Cu+CO28044X4.4g

x=80×4.4g/44=8g樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是

8g/10g×100%=80%

（3）CuO中氧元素的質(zhì)量

（4）用集氣瓶收集尾氣或用酒精燈點(diǎn)燃尾氣【解析】氧化銅與一氧化碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳，氧化銅固體的顏色為黑色固體，金屬單質(zhì)銅的顏色為紅色，因此玻璃管內(nèi)觀察到的現(xiàn)象為：黑色固體變?yōu)榧t色；生成二氧化碳的質(zhì)量為:54.4g-50g=4.4g，再根據(jù)氧化銅與一氧化碳在加熱的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成銅和二氧化碳的化學(xué)方程式，計算出樣品中氧化銅的質(zhì)量為8g，從而計算出樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是80%；m1為玻璃管及氧化銅的總質(zhì)量，m2為玻璃管及銅的總質(zhì)量，m1-m2的值是指CuO中氧元素的質(zhì)量的質(zhì)量；CO具有可燃性，因此，對尾氣CO進(jìn)行處理的方法為：用集氣瓶收集尾氣或用酒精燈點(diǎn)燃尾氣；【即學(xué)即練2】（2019·紹興模擬）某科學(xué)興趣小組的同學(xué)用如圖裝置，進(jìn)行木炭還原CuO的探究實驗，生成物是紅色固體和無色氣體。他們查閱資料后得知氧化亞銅（Cu2O）為紅色固體，猜測反應(yīng)物比例不同，產(chǎn)物也會不同。生成物中有CO2、CO和Cu，固體還可能有Cu2O，Cu2O能和常見的酸（HNO3除外）反應(yīng)生成Cu2+和Cu，微量的CO氣體能使?jié)駶櫟狞S色氯化鈀試紙變藍(lán)色。為此，請你和他們一起進(jìn)行如下探究。（1）該興趣小組同學(xué)設(shè)計的木炭還原CuO實驗裝置有何不足之處？（2）為驗證產(chǎn)生的氣體是CO2和CO的混合物，將混合氣體進(jìn)行如下操作：實驗中觀察到________現(xiàn)象，則證明是CO2和CO的混合氣體。（3）探究紅色固體中是否有Cu2O。設(shè)計一個簡便的實驗方案，如下表所示。實驗步驟向剩余固體中加入稀鹽酸反應(yīng)后，靜置實驗現(xiàn)象與結(jié)論現(xiàn)象：________________；結(jié)論：紅色固體中有Cu2O化學(xué)反應(yīng)方程式________________________________【答案】（1）缺少尾氣處理裝置

（2）澄清石灰水變渾濁，濕潤的氯化鈀試紙變藍(lán)色

（3）溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色；Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O【解析】（1）由題所給信息可知，該反應(yīng)生成物中含有一氧化碳，而該裝置沒有尾氣處理裝置，會造成空氣污染；

（2）氣體是CO2和CO的混合物，二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳可使?jié)駶櫟穆然Z試紙變藍(lán)色；

（3）Cu2O能與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和銅，所以固體中有Cu2O加入鹽酸后溶液會由無色變?yōu)樗{(lán)色，反應(yīng)方程式為Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O；知識點(diǎn)02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、CO①檢驗是否存在H2O、CO2時，應(yīng)先通過無水硫酸銅，若變藍(lán)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(lán)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(diǎn)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【即學(xué)即練3】某氣體可能由CO、H2、水蒸氣中的一種或幾種組成。小科利用下圖的裝置探究其成分，已知無水硫酸銅遇水會變藍(lán)色。（1）甲裝置中盛放的液體是________。（2）實驗過程中觀察到無水硫酸銅不變色，澄清石灰水變渾濁，則原氣體中一定含有________（填化學(xué)式），同時乙裝置中黑色固體變________色。【答案】（1）濃硫酸（或濃H2SO4）（2）CO；紅【解析】（1）甲裝置為吸收水蒸氣裝置，則盛放液體為濃硫酸。

（2）實驗過程中觀察到無水硫酸銅不變色，則說明沒有水生成，即原氣體中沒有氫氣，澄清石灰水變渾濁，則說明有二氧化碳生成，即原氣體含有CO，一氧化碳有還原性，能使氧化銅還原成銅，乙裝置現(xiàn)象為黑色固體變成紅色?！炯磳W(xué)即練4】（2018九上·溫嶺期中）水煤氣是一種工業(yè)上常用的氣體燃料，一般用焦炭和水蒸氣在高溫下反應(yīng)制得，含有少量的CO2和水蒸氣雜質(zhì)。某化學(xué)興趣小組對水煤氣的主要成分進(jìn)行研究?！静殚嗁Y料】⑴白色的無水硫酸銅粉末遇水變成藍(lán)色。⑵Na2CO3與少量鹽酸反應(yīng)生成NaHCO3和NaCl，與過量鹽酸反應(yīng)時生成NaCl、H2O、CO2?！緦嶒灱僭O(shè)】①可燃?xì)怏w只是CO

②可燃?xì)怏w只是H2

③可燃?xì)怏w是CO、H2的混合氣?！緦嶒炦^程】實驗小組按以下流程進(jìn)行實驗實驗中，發(fā)現(xiàn)黑色氧化銅變紅，且無水硫酸銅變藍(lán)色，還觀察到澄清石灰水變渾濁，證明水煤氣為________(填實驗假設(shè)的序號)，根據(jù)實驗現(xiàn)象寫出無水硫酸銅的一種用途________?！緦嶒灧此肌扛鶕?jù)實驗結(jié)論，甲同學(xué)認(rèn)為實驗應(yīng)保證安全，防止中毒，對尾氣的處理方法是________?！緦嶒炌卣埂繉嶒灪?，乙同學(xué)認(rèn)為欲檢驗所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入幾滴稀鹽酸，若沒有氣體產(chǎn)生，則溶液中還有NaOH剩余，但丙同學(xué)認(rèn)為乙同學(xué)的設(shè)計是錯誤的，理由是(結(jié)合化學(xué)方程式解釋)________?！敬鸢浮竣?；檢驗水的存在；用容器（或氣球）收集起來；Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl【解析】無水硫酸銅變藍(lán)色，則說明混合氣體中有水，故原氣體中有氫氣，澄清石灰水變渾濁說明產(chǎn)生的氣體中有二氧化碳，故原氣體中有一氧化碳，則原氣體是一氧化碳和氫氣的混合氣體；故猜想③正確；在該實驗中無水硫酸銅主要用來檢驗水的存在；因為一氧化碳?xì)怏w無法被溶液吸收，所以通常使用氣球或者容器收集起來后專門處理；乙同學(xué)滴加少量鹽酸時，即使NaOH消耗完，碳酸鈉與HCl反應(yīng)也不會立即產(chǎn)生氣泡，而是先轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈉，只有當(dāng)鹽酸過量才會產(chǎn)生氣泡；分層提分分層提分題組A基礎(chǔ)過關(guān)練1.（2019九上·吳興期中）銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。在實驗室里我們常用氫氣和一氧化碳還原氧化銅來的到金屬銅，下圖甲和乙分別是氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實驗裝置，有關(guān)甲、乙兩實驗說法錯誤的是（

）A.甲實驗試管口略向下傾斜是為了防止冷凝水倒流使試管炸裂

B.乙實驗可以通過澄清石灰水是否變渾濁判斷反應(yīng)是否發(fā)生

C.甲、乙兩實驗中，都應(yīng)先通入氣體，再加熱，以防止發(fā)生爆炸

D.甲、乙兩實驗中，氫氣和一氧化碳都將氧化銅變成游離態(tài)銅，都發(fā)生了置換反應(yīng)【答案】D【解析】（1）氫氣還原氧化銅生成銅和水；

（2）在一氧化碳還原氧化銅的實驗中，黑色的氧化銅會變成紅色的銅單質(zhì)，生成的二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；

（3）如果氫氣和一氧化碳中混有空氣，很可能會發(fā)生爆炸；

（4）單質(zhì)與化合物反應(yīng)生成單質(zhì)和化合物的反應(yīng)叫置換反應(yīng)。A.甲實驗試管口略向下傾斜是為了防止冷凝水倒流使試管炸裂，故A正確不合題意；

B.乙實驗可以通過澄清石灰水是否變渾濁判斷反應(yīng)是否發(fā)生，故B正確不合題意；

C.甲、乙兩實驗中，都應(yīng)先通入氣體，再加熱，以防止發(fā)生爆炸，故C正確不合題意；

D.甲、乙兩實驗中，氫氣還原氧化銅的實驗是置換反應(yīng)，而一氧化碳還原氧化銅的反應(yīng)不是置換反應(yīng)，故D錯誤符合題意。2．實驗室用鐵、氧化銅、硫酸為原料制取銅，某同學(xué)設(shè)計了兩個實驗方案：①Feeq\o(→,\s\up10(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up10(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若用這兩種方法制得質(zhì)量相同的銅，下列說法中與實驗事實相符的是()A．消耗相同質(zhì)量的氧化銅B．消耗相同質(zhì)量的鐵C．消耗相同質(zhì)量的硫酸D．生成相同質(zhì)量的硫酸亞鐵【答案】A【解析】方案①：鐵與稀硫酸反應(yīng)先制得氫氣，再用氫氣還原氧化銅，此法在第二步須加熱，且氫氣還原氧化銅的效率低，只有部分氫氣參加還原反應(yīng)，因此需要消耗更多的鐵和稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生較多的氫氣，這樣才能制得和方案②相同質(zhì)量的銅。3．[2018·杭州上城區(qū)二模]小陳在進(jìn)行CO與Fe2O3反應(yīng)的實驗時，觀察到如下現(xiàn)象：紅色粉末變黑，澄清石灰水變渾濁，待反應(yīng)結(jié)束，裝置冷卻后稱量，發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體質(zhì)量減小，裝有澄清石灰水的裝置質(zhì)量增加。對于上述實驗現(xiàn)象的分析錯誤的是()A．一氧化碳具有還原性B．生成的黑色物質(zhì)能被磁鐵吸引C．本實驗如果要制得5.6gFe，則通入CO的質(zhì)量要遠(yuǎn)大于4.2gD．硬質(zhì)玻璃管內(nèi)減小的質(zhì)量等于裝有澄清石灰水裝置增加的質(zhì)量【答案】D【解析】CO能將Fe2O3還原成Fe單質(zhì)，F(xiàn)e單質(zhì)能被磁鐵吸引。由于反應(yīng)前要通一段時間CO以排盡管內(nèi)空氣，所以本實驗如果要制得5.6gFe，則通入CO的質(zhì)量要遠(yuǎn)大于4.2g；硬質(zhì)玻璃管內(nèi)減小的質(zhì)量是氧化鐵中減少的氧元素的質(zhì)量，裝有澄清石灰水裝置增加的質(zhì)量是參加反應(yīng)的一氧化碳和氧化鐵中減少的氧元素的質(zhì)量之和，兩者不相等。4.某同學(xué)實驗時，用氫氣還原16g氧化銅，反應(yīng)一段時間后，停止加熱，冷卻后稱量剩余固體質(zhì)量為14.4g，則下列結(jié)論正確的是(

)A.有1.6g水生成

B.有1.4g銅生成

C.實際用去氫氣的質(zhì)量大于0.2g

D.有80%的氧化銅參加反應(yīng)【答案】C【解析】根據(jù)氫氣還原氧化銅實驗操作步驟及質(zhì)量守恒定律分析，反應(yīng)前后固體減少質(zhì)量為參加反應(yīng)氧化銅中氧元素質(zhì)量，生成銅的質(zhì)量為反應(yīng)的氧化銅中銅元素質(zhì)量，再由元素質(zhì)量為物質(zhì)質(zhì)量×元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計算?！窘獯稹緼、固體減少質(zhì)量為參加反應(yīng)氧化銅中氧元素質(zhì)量，即生成水中氧元素質(zhì)量，所以生成水的質(zhì)量為，不符合題意；

B、生成銅的質(zhì)量為參加反應(yīng)的氧化銅中銅元素質(zhì)量，，不符合題意；

C、氫氣還原氧化銅實驗中，開始為排除裝置內(nèi)空氣要先通入氫氣，反應(yīng)結(jié)束后為防止銅再被氧化，要繼續(xù)通氫氣作保護(hù)氣，所以實驗消耗氫氣質(zhì)量大于反應(yīng)的氫氣質(zhì)量，符合題意；

D、參加反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量為，則反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8g/16g=50%，不符合題意；5.（2020九上·椒江期中）某混合氣體可能含有CO、CO2、CH4和HCl中的一種或幾種，為了確定其成分，將混合氣體按如圖所示裝置進(jìn)行實驗（假設(shè)各步均充分反應(yīng)或吸收），結(jié)果裝置A中的石灰水不變渾濁，但混合氣體的體積明顯減??；裝置D增重1.8g；裝置E增重2.4g，下列分析正確的是（）A.裝置A中石灰水不變混濁，所以氣體中一定不含二氧化碳

B.裝置C對實驗結(jié)果不產(chǎn)生影響，所以可以去掉裝置C以簡化實驗方案

C.后續(xù)裝置的目的是阻止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置E中，干擾CO的檢驗

D.該混合氣體成分可能是CH4和CO【答案】C【解析】A.如果混合氣體中含有HCl，那么其中的二氧化碳就能使裝置A中澄清的石灰水不變渾濁，故A錯誤；

B.C裝置中的濃硫酸對從B裝置中出來氣體進(jìn)行干燥，防止干擾其他氣體的檢測，故B錯誤；

C.后續(xù)裝置的目的是阻止空氣中的二氧化碳進(jìn)入裝置E中，干擾CO的檢驗，故C正確；

D.裝置D增重1.8g，是生成水的質(zhì)量；裝置E增2.4g，生成二氧化碳的質(zhì)量為2.4g。

設(shè)生成1.8g水，同時生成二氧化碳質(zhì)量為x

CH4+2O2CO2+2H2O

44

36

x

1.8g

解得：x=2.2g＜2.4g；

因此多余的二氧化碳肯定是一氧化碳燃燒生成的，

則該混合氣體一定含有CO和CH4，故D錯誤。題組B能力提升練1.（2021九下·杭州開學(xué)考）按如圖進(jìn)行實驗，已知A為H2、CO中的一種或兩者的混合物，甲裝置中的黑色粉末為CuO、炭粉中的一種或兩者的混合物。根據(jù)下列要求，回答問題：（1）若黑色粉末是純凈物，甲、乙、丙裝置中的固體或溶液依次出現(xiàn)紅色、藍(lán)色、渾濁，則氣體A是________，黑色粉末為________。（2）若第（1）問中：乙裝置的物質(zhì)增重3.6g，丙裝置中的物質(zhì)增重4.4g，則至少需通入________g氣體。【答案】（1）H2、CO；CuO（2）3.2【解析】（1）根據(jù)一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，氫氣與氧化銅反應(yīng)生成銅和水分析；

（2）根據(jù)乙增重質(zhì)量為水，丙增重質(zhì)量為二氧化碳，由水中氫元素質(zhì)量計算氫氣質(zhì)量，二氧化碳中碳元素質(zhì)量計算一氧化碳質(zhì)量分析?！窘獯稹浚?）若黑色粉末是純凈物，甲、乙、丙裝置中的固體或溶液依次出現(xiàn)紅色、藍(lán)色、渾濁，說明生成了銅、水和二氧化碳，則氣體A是氫氣和一氧化碳，黑色粉末為氧化銅；

（2）若第（1）問中：乙裝置的物質(zhì)增重3.6g，說明生成水質(zhì)量為3.6g，則氫氣質(zhì)量至少為，丙裝置中的物質(zhì)增重4.4g，則至少需一氧化碳質(zhì)量為，則至少需通入3.2g氣體；

2.（2019·杭州模擬）用含有二氧化碳和水蒸氣雜質(zhì)的某種還原性氣體測定一種鐵的氧化物（FexOy）的組成，實驗裝置如圖所示：（1）過程中丁裝置中沒有明顯的變化，而戊裝置中出現(xiàn)了白色沉淀，則該還原性氣體是________.（2）乙裝置的作用是________

。（3）上述實驗中，如果沒有甲裝置，將使測定結(jié)果中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比________。（填“偏大”“偏小”或“無影響”）【答案】（1）CO（2）吸水，排除對氫氣檢驗造成干擾（3）偏小【解析】根據(jù)還原性氣體與鐵的氧化物反應(yīng)生成物的驗證來判斷還原性氣體的種類，再利用生成物的質(zhì)量計算元素的質(zhì)量，依據(jù)元素守恒計算出鐵的氧化物中鐵和氧元素質(zhì)量，在解答時要注意還原性氣體中雜質(zhì)是否對結(jié)果產(chǎn)生干擾。

（1）丁裝置中沒有明顯變化，則說明沒有水生成，戊裝置中出現(xiàn)了白色沉淀，說有有二氧化碳生成，則還原性氣體為一氧化碳；

（2）因要檢驗還原后的產(chǎn)物是否有水，所以要用乙裝置除去原氣體中的水，排除對氫氣檢驗造成干擾；

（3）如果沒有甲裝置，由含有的二氧化碳會進(jìn)入戊中，將使測定結(jié)果中氧元素質(zhì)量偏多，則鐵元素與氧元素的質(zhì)量比偏小。3.（2019·金華）某興趣小組在實驗室相對封閉的裝置內(nèi)燃燒某種含碳、氫、氧元素的垃圾，對產(chǎn)生的廢氣成分（不考慮氣態(tài)有機(jī)物）按如圖所示的裝置進(jìn)行檢驗?！緦嶒炑芯俊坷瓌幼⑸淦?，讓廢氣依次通過裝置。

【實驗分析】（1）能證明廢氣中有水蒸氣存在的現(xiàn)象是________；（2）F處的大號注射器，可以引導(dǎo)氣體流向，其另一個主要作用是________；（3）【反思評價】小金認(rèn)為，僅根據(jù)E中澄清石灰水變渾濁，無法確定一氧化碳的存在，其理由是________；（4）小金根據(jù)D中的粉末由黑色變?yōu)榧t色，得出廢氣中存在一氧化碳。小麗認(rèn)為該結(jié)論不夠嚴(yán)密，若廢氣中存在氫氣也會出現(xiàn)該現(xiàn)象。要使上述結(jié)論更加嚴(yán)密，還應(yīng)添加的一個實驗裝置及位置是________?！緦嶒灲Y(jié)果】經(jīng)檢驗，廢氣中存在CO2、CO、H2O。【答案】（1）A中的固體由白色變藍(lán)色

（2）收集尾氣（或儲氣）

（3）CO2不一定來自CO和CuO的反應(yīng)，可能是原來的CO2在B裝置沒有除盡

（4）在DE之間連接盛有無水硫酸銅的U型管（或在DE之間連接A裝置）【解析】元素分析是研究有機(jī)化合物中元素組成的化學(xué)分析方法。分為定性、定量兩種。前者用于鑒定有機(jī)化合物中含有哪些元素；后者用于測定有機(jī)化合物中這些元素的百分含量。例如，被測物質(zhì)在特殊儀器中燃燒后，可定量地測定成二氧化碳形態(tài)的碳、成水形態(tài)的氫、成單體形態(tài)或氮氧化物形態(tài)的氮和成二氧化硫形態(tài)的硫等。

【解答】（1）混合氣體水蒸氣的檢測是通過無水硫酸銅來檢測的，如果有水存在時，無水硫酸銅則會由白色變成藍(lán)色；

（2）垃圾種含有C、H、O元素，則燃燒后的產(chǎn)物可能是二氧化碳、一氧化碳、水；而一氧化碳是有毒氣體，所以實驗在種一定要有尾氣處理裝置，而F處的大注射器處在實驗裝置的末尾，則其除了引導(dǎo)氣體流向外，就是暫時儲存尾氣；

（3）垃圾種含有C、H、O元素，則燃燒后的產(chǎn)物可能是二氧化碳、一氧化碳、水；如果廢氣中含有二氧化碳和一氧化碳，則B會變渾濁，但沒有吸收二氧化碳的裝置，所以即使廢氣中沒有一氧化碳，E中澄清石灰水也會變渾濁；

（4）氫氣與氧化銅反應(yīng)，除了生成的紅色的銅外，還會生成水，因此在D裝置后加一個檢驗水的無水硫酸銅即可，如果無水硫酸銅變藍(lán)色，則說明原混合氣體中有氫氣；

4.（2020·金華·麗水）除H2、CO能還原氧化銅外，CH4及其它一些具有還原性的氣體也能與氧化銅發(fā)生反應(yīng)。如：加熱時，CH4能與CuO反應(yīng)生成Cu、CO2和H2O。某拓展小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示實驗裝置(夾持裝置省略)，分別對有關(guān)氣體問題進(jìn)行探究。請按要求回答相關(guān)問題。（1）【探究Ⅰ】對已知?dú)怏w性質(zhì)的探究。將CH4氣體按如圖所示裝置進(jìn)行規(guī)范實驗，可觀察到的實驗現(xiàn)象有________(填序號)；①A裝置中的黑色粉末變成光亮的紅色物質(zhì)②B裝置中的固體由白色變藍(lán)色③C裝置中溶液變渾濁（2）【探究Ⅱ】對氣體組成的探究。氣體X可能由H2、CH4中的一種或兩種組成，同學(xué)們按如圖所示實驗裝置對其組成進(jìn)行探究。①C裝置中溶液變渾濁，可證明氣體X中含有________；②根據(jù)B裝置中的固體由白色變藍(lán)色的現(xiàn)象，得出氣體X中含有H2的結(jié)論，請對此結(jié)論作出評價，并說明理由________。（3）【探究Ⅲ】對未知?dú)怏w的探究。將某火箭燃料X通過如圖所示裝置，觀察到A裝置中的黑色粉末變成光亮的紅色物質(zhì)；B裝置中的固體由白色變藍(lán)色，C裝置中溶液不變渾濁。C中導(dǎo)出的氣體是空氣中含量最多的物質(zhì)。已知燃料X是由2種元素組成的純凈物，其相對分子質(zhì)量為32。根據(jù)現(xiàn)象及信息推斷并寫出：A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為________?！敬鸢浮浚?）①②③

（2）CH4；不合理，因為CH4與氧化銅反應(yīng)后也生成了水

（3）N2H4+2CuO2Cu+N2+2H2O【解析】（1）氧化銅為黑色固體，銅單質(zhì)為紅色固體；無水硫酸銅粉末為白色，而一旦吸水會變成藍(lán)色的五水硫酸銅晶體；二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀，根據(jù)甲烷和氧化銅的反應(yīng)產(chǎn)物分析即可；

（2）①氫氧化鈣溶液變渾濁，說明有二氧化碳?xì)怏w產(chǎn)生。氫氣中不含碳元素，而甲烷中含有碳元素，因此肯定有甲烷存在；

②固體由白色變成藍(lán)色，說明硫酸銅粉末吸收了水，即反應(yīng)中有水生成。由于氧化銅中只含有氧元素，所以水中的氫元素肯定來自于氣體X，由于氫氣和甲烷中都含有氫元素，所以無法判斷是否有氫氣的存在。

（3）根據(jù)反應(yīng)現(xiàn)象分析火箭燃料X與氧化銅反應(yīng)的產(chǎn)物，然后根據(jù)質(zhì)量守恒定律確定X的元素組成，并對它的化學(xué)式進(jìn)行推斷，最后寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式。【解答】（1）加熱時，CH4能與CuO反應(yīng)生成Cu、CO2和H2O，

那么將CH4氣體按如圖所示裝置進(jìn)行規(guī)范實驗，可觀察到的實驗現(xiàn)象有：A裝置中的黑色粉末變成光亮的紅色物質(zhì)；B裝置中的固體由白色變藍(lán)色；C裝置中溶液變渾濁，故選①②③。

（2）①C裝置中溶液變渾濁，可證明氣體X中含有CH4；

②根據(jù)B裝置中的固體由白色變藍(lán)色的現(xiàn)象，得出氣體X中含有H2的結(jié)論，我認(rèn)為這個結(jié)論不合理，理由是：CH4與氧化銅反應(yīng)后也生成了水。

（3）A裝置中的黑色粉末變成光亮的紅色物質(zhì)，肯定有銅單質(zhì)生成；B裝置中的固體由白色變藍(lán)色，肯定有水生成；C裝置中溶液不變渾濁，肯定沒有二氧化碳產(chǎn)生。C中導(dǎo)出的氣體是空氣中含量最多的物質(zhì)，肯定有氮?dú)馍?。?jù)此可知，反應(yīng)產(chǎn)物是Cu、H2O和N2。由于氧化銅中只含有Cu和O元素，而X只由兩種元素組成，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，那么X肯定有N和H元素組成。設(shè)它的化學(xué)式為NxHy，根據(jù)它的相對分子質(zhì)量為32得到：14x+1y=32，解得：x=2，y=4，因此X的化學(xué)式為N2H4，那么反應(yīng)的化學(xué)方程式為：N2H4+2CuO2Cu+N2+2H2O.5.（2020·杭州）小金利用圖示裝置進(jìn)行“一氧化碳還原氧化鐵”及產(chǎn)物檢驗的實驗。實驗步驟如下步驟1：連接裝置并檢查裝置的氣密性，在確保裝置氣密性良好的基礎(chǔ)上，按圖示在各裝置中添加藥品；步驟2：緩慢推注射器活塞，利用甲酸(一種無色溶液，溶質(zhì)為HCOOH)與濃硫酸在80℃水浴的條件下制備一氧化碳(反應(yīng)原理：HCOOHCO↑+H2O)；步驟3：待萬用瓶中澄清石灰水下降至安全線以下后再點(diǎn)燃酒精燈，當(dāng)W型管右側(cè)彎管處的氧化鐵全部變?yōu)楹谏珪r，繼續(xù)加熱2分鐘后熄滅酒精燈；步驟4：撤去酒精燈和盛熱水的燒杯，用磁鐵吸引黑色物質(zhì)至W型管左側(cè)彎管處進(jìn)行固體產(chǎn)物的檢驗。（1）進(jìn)行氣密性檢査時，可在萬用瓶中盛適量水，然后推注射器活塞，當(dāng)觀察到________(填寫現(xiàn)象)，說明裝置氣密性良好。（2）點(diǎn)燃酒精燈前，需要“待萬用瓶中澄清石灰水下降至安全線以下”的原因是________（3）步驟3后，W型管左側(cè)彎管處為反應(yīng)后得到的稀硫酸，若固體產(chǎn)物全部是鐵，步驟4中能觀察到的現(xiàn)象是________【答案】（1）萬用瓶中的水會進(jìn)入導(dǎo)管并形成一段穩(wěn)定的水柱

（2）排盡W型管內(nèi)的空氣，防止點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行加熱時發(fā)生爆炸

（3）有氣泡產(chǎn)生，固體有溶解，且溶液呈淺綠色(寫出有氣泡產(chǎn)生即可)【解析】（1）在注射器活塞的推力作用下，萬用瓶中的水會進(jìn)入導(dǎo)管。如果裝置的氣密性良好，那么裝置內(nèi)的壓強(qiáng)不會改變，因此在外界大氣壓強(qiáng)作用下托住的水柱長度會保持不變；

（2）一氧化碳中如果混入空氣，一旦點(diǎn)燃很容易發(fā)生爆炸。利用一氧化碳的壓力，將裝置內(nèi)的空氣完全排放出去，可以保證加熱時的安全性。

（3）鐵和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣，且含有2價鐵離子的溶液呈淺綠色?！窘獯稹浚?）進(jìn)行氣密性檢査時，可在萬用瓶中盛適量水，然后推注射器活塞，當(dāng)觀察到萬用瓶中的水會進(jìn)入導(dǎo)管并形成一段穩(wěn)定的水柱，說明裝置氣密性良好。

（2）點(diǎn)燃酒精燈前，需要“待萬用瓶中澄清石灰水下降至安全線以下”的原因是：排盡W型管內(nèi)的空氣，防止點(diǎn)燃酒精燈進(jìn)行加熱時發(fā)生爆炸；

（3）步驟3后，W型管左側(cè)彎管處為反應(yīng)后得到的稀硫酸，若固體產(chǎn)物全部是鐵，步驟4中能觀察到的現(xiàn)象是：有氣泡產(chǎn)生，固體有溶解，且溶液呈淺綠色。6.（2021·鄞州模擬）如圖所示為純凈的CO氣體與氧化銅反應(yīng)制取銅的實驗裝置。請分析并回答以下問題：（1）在對A中氧化銅進(jìn)行加熱前，需要先通一段時間的CO氣體，其目的是________。（2）查閱資料得知：①CO氣體與氧化銅反應(yīng)除生成銅外還可能生成氧化亞銅（Cu2O）；②銅和氧化亞銅均為不溶于水的紅色固體；③Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。小科為了探究反應(yīng)所得紅色固體的成分，進(jìn)行了如下實驗：

實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論步驟取20g紅色固體于燒杯中，加入足量稀硫酸________紅色固體可能是氧化亞銅，也可能是銅和氧化亞銅步驟將步驟一反應(yīng)所得的混合物經(jīng)濾、洗滌、干燥并稱量剩余紅色固體質(zhì)量剩余紅色固體質(zhì)量為16g20g紅色固體中，銅和氧化亞銅的質(zhì)量比為________【答案】（1）排盡管中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸

（2）溶液變?yōu)樗{(lán)色，紅色固體部分溶解；9：16【解析】（1）根據(jù)一氧化碳具有可燃性，與空氣混合點(diǎn)燃易發(fā)生爆炸分析；（2）根據(jù)氧化亞銅與硫酸反應(yīng)會生成硫酸銅和銅，結(jié)合方程式中固體減少質(zhì)量是氧化亞銅與銅的質(zhì)量差，利用方程式計算固體中物質(zhì)質(zhì)量比分析?！窘獯稹浚?）一氧化碳具有可燃性，與空氣混合點(diǎn)燃易發(fā)生爆炸，所以對A中氧化銅進(jìn)行加熱前，需要先通一段時間的CO氣體，以排盡管中的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；

（2）紅色固體中含有氧化亞銅，因氧化亞銅與硫酸反應(yīng)會生成硫酸銅和銅，所以加入硫酸后溶液變?yōu)樗{(lán)色，紅色固體部分溶解，20克紅色固體反應(yīng)后剩余16克，

設(shè)氧化亞銅質(zhì)量為x

Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O

固體減少質(zhì)量

144

64

80

x

4g

144:80=x:4g

x=7.2g，而反應(yīng)前固體質(zhì)量為20克，則銅和氧化亞銅的質(zhì)量比為7.2：（20－7.2）＝9：16.

題組C培優(yōu)拔尖練1.（2020九上·江北期末）某CuO粉末中混有少量Cu2O，現(xiàn)有一課外活動小組利用下圖所示裝置測定其中Cu2O的質(zhì)量。已知在加熱條件下，氫氣還原氧化亞銅生成銅和水，一氧化碳還原氧化亞銅生成銅和二氧化碳。請根據(jù)圖示內(nèi)容回答下列問題：

（1）X是常見還原性氣體CO、H2

中的一種，請根據(jù)該組合裝置判斷X的化學(xué)式為________。（2）若缺少B裝置，將直接導(dǎo)致反應(yīng)后D裝置內(nèi)的物質(zhì)的質(zhì)量________（填“偏大”、“偏小”或“不影響”）。（3）E裝置的作用是________。（4）已知反應(yīng)前CuO和Cu2O的總質(zhì)量為m1g，完全反應(yīng)后D中U型管內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量增加了m2g(損失忽略不計)，則原混合物中Cu2O的質(zhì)量為________g?！敬鸢浮浚?）H2

（2）偏大

（3）吸收空氣中的水蒸氣（或防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D裝置）

（4）（2.25m1-10m2）g【解析】（1）根據(jù)各裝置的作用分析；

（2）根據(jù)氫氣中含有水蒸氣會使測得生成水的質(zhì)量偏大分析；

（3）根據(jù)空氣中水蒸氣對實驗的干擾分析；

（4）根據(jù)方程式中各物質(zhì)質(zhì)量關(guān)系分析?！窘獯稹浚?）由裝置組合可知，該反應(yīng)是驗證還原后產(chǎn)生水，則X為氫氣；

（2）氣體通過氫氧化鈉溶液會有水蒸氣，若缺少B裝置，則會使氫氣中含有水蒸氣，D中增重質(zhì)量偏大，；

（3）空氣中含有水蒸氣會干擾實驗，E裝置作用是吸收空氣中的水蒸氣（或防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D裝置）；

（4）設(shè)氧化亞銅質(zhì)量為x，氫氣與氧化亞銅反應(yīng)生成水的質(zhì)量為y

則H2＋CuO＝Cu＋H2O

H2＋Cu2O＝2Cu＋H2O

80

18

144

18

m1－x

m2-y

x

y

解得x=（2.25m1-10m2）g

2.某興趣小組的同學(xué)到實驗室進(jìn)行氣體性質(zhì)實驗。（1）第一小組同學(xué)為檢驗?zāi)矯O2氣體中是否混有CO和H2，設(shè)計了如下的實驗裝置：請回答：①A裝置中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。②實驗過程中觀察到C裝置變藍(lán)色，小馮同學(xué)由此判斷氣體中一定混有H2，小汪同學(xué)認(rèn)為不對，理由是________。（2）第二小組的同學(xué)探究某混合氣體的成分。已知該混合氣體中可能含有氫氣、一氧化碳和二氧化碳的一種或幾種。小組成員沒裝A裝置，直接把混合氣體通入灼熱的盛有足量氧化銅的試管（已排盡空氣），充分反應(yīng)后，發(fā)現(xiàn)管內(nèi)物質(zhì)質(zhì)量減少1.8g，將反應(yīng)完全后的氣體全部通入過量的澄清石灰水，充分反應(yīng)后，得到10g白色沉淀，則混合氣體的成分至少有________種，肯定有的氣體是________?！敬鸢浮浚?）CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O；混合氣體中含有水蒸氣（2）2；一氧化碳和氫氣【解析】（1）①氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水；②還要考慮到原氣體中經(jīng)過氫氧化鈉溶液，也會帶出水蒸氣。（2）先通過白色沉淀推測出一氧化碳?xì)怏w的存在，在結(jié)合氧元素減少的質(zhì)量判斷出是否應(yīng)該含有氫氣?！窘獯稹浚?）①氫氧化鈉和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，故方程式為：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O。②氫氣還原氧化銅產(chǎn)生銅和水，但原氣體中經(jīng)過氫氧化鈉溶液，也會帶出水蒸氣，而這部分水蒸氣并沒有先被除去，會對產(chǎn)生的水產(chǎn)生干擾，所以即使C裝置變藍(lán)色也不能說明氣體中一定混有H2。（2）由質(zhì)量守恒定律可知，將反應(yīng)后的氣體全部通入過量的澄清石灰水中，充分反應(yīng)后得到10g白色沉淀，說明通過過量灼熱的CuO的試管后二氧化碳的質(zhì)量為4.4g，所以氣體X一定有一氧化碳，可通過二氧化碳的質(zhì)量計算出此試管內(nèi)物質(zhì)減少的氧元素質(zhì)量應(yīng)該是1.6g，而試管內(nèi)實際減少的質(zhì)量是1.8g，說明還有氫氣還原氧化銅使得氧元素的質(zhì)量減少，因此氣體一定含有一氧化碳和氫氣兩種氣體。3.（2021·金華模擬）半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和水蒸氣。某科學(xué)興趣小組為檢驗半水煤氣的某些成分，設(shè)計的實驗方案如圖所示。查閱資料可知堿石灰是CaO和NaOH的混合物。回答下列問題：（1）A瓶中產(chǎn)生白色沉淀，其反應(yīng)的化學(xué)方程式是________。（2）D裝置中“冰水”的作用是________。（3）實驗結(jié)果證明有H2、CO、CO2存在，根據(jù)實驗裝置回答，證明CO存在，只需觀察到的現(xiàn)象是________。（4）為了測定半水煤氣中H2、CO質(zhì)量的實驗方案如下：若步驟Ⅳ中濃硫酸質(zhì)量增加a克，步驟Ⅴ的KOH溶液質(zhì)量增加b克，則半水煤氣中H2與CO的質(zhì)量比為________（用含字母a、b的代數(shù)式表示）。【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O