精練10金屬還原實(shí)驗(yàn)（原卷版）

精練10金屬還原實(shí)驗(yàn)一．一氧化碳還原氧化鐵（共12小題）1．如圖是CO還原氧化鐵的“微型”實(shí)驗(yàn)裝置。（夾持儀器等略），已知：HCOOH熱濃硫酸ˉH2O+COA．實(shí)驗(yàn)中所需CO可現(xiàn)制現(xiàn)用 B．此裝置可節(jié)約用品，污染小，現(xiàn)象明顯 C．實(shí)驗(yàn)時(shí)先擠壓軟塑料滴瓶，再點(diǎn)燃酒精噴燈 D．該實(shí)驗(yàn)中所涉及反應(yīng)的基本類型有分解反應(yīng)和置換反應(yīng)2．如圖是某科學(xué)老師設(shè)計(jì)的一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）在B裝置的液面下降到安全線之前，不能加熱氧化鐵，這是因?yàn)?。?）反應(yīng)結(jié)束后停止加熱，繼續(xù)通CO，此時(shí)B裝置的作用是。3．某同學(xué)用含有CO2的CO來(lái)模擬煉鐵實(shí)驗(yàn)，他設(shè)計(jì)如圖所示的微型實(shí)驗(yàn)裝置（夾持設(shè)備已略去）。已知：3CO+Fe2O3高溫ˉ2Fe+3CO2（1）寫出B處玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象：。（2）裝置D的作用是。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，D中有部分溶液進(jìn)入E處量筒中，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定該溶液中含有氫氧化鈉。4．現(xiàn)有混入少量二氧化碳的一氧化碳?xì)怏w，某同學(xué)欲用純凈、干燥的一氧化碳還原氧化鐵，并驗(yàn)證反應(yīng)的一種產(chǎn)物。根據(jù)如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置回答（其中A處框圖表示盛有CO2和CO混合氣體的貯氣瓶）：（1）請(qǐng)用管口小寫字母標(biāo)號(hào)表示裝置連接的正確順序（每種裝置只能用一次）A→。（2）B裝置的作用是。（3）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明裝置D中溶液的溶質(zhì)成分。（寫出實(shí)驗(yàn)步驟、現(xiàn)象和結(jié)論）5．某同學(xué)用含有CO2的CO來(lái)模擬煉鐵實(shí)驗(yàn)，并檢驗(yàn)氣體產(chǎn)物和收集尾氣，他設(shè)計(jì)了如圖所示的微型實(shí)驗(yàn)裝置（夾持設(shè)備已略去）。（1）裝置A的作用是什么？。（2）寫出B處玻璃管中發(fā)生反應(yīng)的現(xiàn)象：。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，D中有部分溶液進(jìn)入E處量筒中，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，確定該溶液中含有氫氧化鈉：。6．小金利用如圖所示裝置進(jìn)行碳及其氧化物的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)，并測(cè)定赤鐵礦（主要成分為Fe2O3，雜質(zhì)不參與反應(yīng)）中Fe2O3的含量，其中丁裝置需要補(bǔ)全。回答問(wèn)題：（1）該實(shí)驗(yàn)可通過(guò)丁裝置吸收二氧化碳，并將未參與反應(yīng)的CO氣體收集起來(lái)以避免污染環(huán)境，若要達(dá)到此目的，應(yīng)將丁裝置的導(dǎo)管補(bǔ)全為（選填序號(hào)）。（2）在實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)先點(diǎn)燃（選填“甲”或“乙”）處的酒精噴燈或酒精燈。（3）已知所取赤鐵礦樣品質(zhì)量為m1，反應(yīng)前后乙裝置的質(zhì)量差為m2，反應(yīng)前后丁和戊裝置的總質(zhì)量差為m3，則赤鐵礦中Fe2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。7．某校課外活動(dòng)小組的同學(xué)在老師的幫助下，探究用赤鐵礦（主要成分是Fe2O3）煉鐵的主要反應(yīng)原理。他們?cè)O(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）實(shí)驗(yàn)中澄清石灰水作用是。（2）圖1實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃哪個(gè)酒精燈，請(qǐng)判斷并說(shuō)明理由。（3）圖2與圖1相比，它的主要優(yōu)點(diǎn)是。8．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(yàn)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)步驟如圖：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(wú)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：HCOOH→加熱濃H2SO步驟3：待萬(wàn)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(shí)，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(yàn)。（1）進(jìn)行氣密性檢查時(shí)，可在萬(wàn)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(shuō)明裝置氣密性良好。（2）點(diǎn)燃酒精燈前，需要“待萬(wàn)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。9．已知在不同的溫度下，CO與鐵的氧化物反應(yīng)能生成另一種鐵的氧化物（或鐵單質(zhì)）和CO2．現(xiàn)利用下圖1的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，反應(yīng)過(guò)程中管內(nèi)的固體質(zhì)量隨溫度的變化曲線如圖2．（注：圖1中的儀器甲是一種加熱儀器，圖2中A、B點(diǎn)的固體組成分別是鐵的氧化物中的一種．）（1）查閱資料發(fā)現(xiàn)，酒精燈加熱時(shí)玻璃管的受熱溫度是400～500℃，酒精噴燈加熱時(shí)玻璃管的受熱溫度是800～1200℃．實(shí)驗(yàn)室要利用圖1來(lái)制取金屬鐵，儀器甲應(yīng)選用的加熱儀器是（填“酒精燈”或“酒精噴燈”）；圖1裝置明顯存在的不足之處是．（2）利用圖2顯示的相關(guān)信息，回答如下問(wèn)題．①圖中X＝g；②試據(jù)圖計(jì)算并推斷A點(diǎn)固體的合理化學(xué)式．10．利用如圖所示的裝置可進(jìn)行一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)，其中，氮?dú)饪捎米鞅緦?shí)驗(yàn)的保護(hù)氣；盛放氧化鐵的是一支帶有支管的試管，其支管可用于導(dǎo)出試管內(nèi)的氣體；酒精燈帶網(wǎng)罩；整套裝置的氣密性良好。實(shí)驗(yàn)前，彈簧夾a、b均處于關(guān)閉狀態(tài)，開始實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開a，通入氮?dú)庖欢螘r(shí)間后點(diǎn)燃酒精燈，再關(guān)閉a，打開b．請(qǐng)聯(lián)系所學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：（1）該實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可以觀察到的現(xiàn)象有：、。（2）試管內(nèi)一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，應(yīng)先打開a，再，然后，繼續(xù)通氮?dú)庵敝裂b置冷卻。（選填“A”或“B”）A．熄滅酒精燈B．關(guān)閉b（4）待試管冷卻后，把生成的黑色粉末倒在白紙上后；用磁鐵靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸銅溶液中，攪拌后發(fā)現(xiàn)黑色粉末部分變紅?！咎岢鰡?wèn)題】煉出來(lái)的黑色粉末的成分是什么呢？【查閱資料】在鐵的氧化物中只有氧化鐵是紅棕色，其余都是黑色；只有氧化亞鐵在空氣中會(huì)很快被氧化成氧化鐵；只有四氧化三鐵有磁性。【綜合探討】同學(xué)們得出此次煉鐵得到的生成物是。（5）請(qǐng)從兩個(gè)不同角度評(píng)價(jià)該實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：，。11．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)一份固體樣品進(jìn)行了探究．通過(guò)實(shí)驗(yàn)已確定該樣品由氧化鐵和鐵粉混合而成．他們稱取了13.6g固體樣品，用圖1所示的裝置進(jìn)行試驗(yàn)，至A中固體的質(zhì)量不減少為止，測(cè)定的部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖2所示．請(qǐng)回答：（1）圖1中的反應(yīng)，你可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是（任答一條）．（2）從圖2可知，混合固體樣品中氧元素的質(zhì)量是克，進(jìn)一步計(jì)算分析固體樣品中氧化鐵（Fe2O3）的質(zhì)量是克．（3）在上述反應(yīng)后的固體中加入100g稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)，求稀鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．12．已知碳酸亞鐵在隔絕空氣的情況下，可以分解生成氧化亞鐵和二氧化碳，某化學(xué)興趣小組用如圖所示裝置模擬冶煉鐵的過(guò)程，判斷樣品中碳酸亞鐵的含量（該裝置氣密性良好，B中氫氧化鈉溶液足量）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，先打開K通入一氧化碳再加熱裝置A中固體質(zhì)量不再減少后，停止加熱，待裝置A冷卻到室溫后關(guān)閉K，實(shí)驗(yàn)測(cè)得裝置A中固體質(zhì)量減少了a克，裝置B中液體質(zhì)量增加了b克?；卮鹣铝袉?wèn)題：（1）儀器①的名稱是。（2）能判斷生成的二氧化碳全部被裝置B吸收的依據(jù)是裝置B的質(zhì)量增加且。（3）若生成的二氧化碳全部被裝置B吸收，不考慮水的蒸發(fā)且該樣品中所含雜質(zhì)不參加反應(yīng)，則ab（填＞或＜、＝）（4）D處為收集尾氣的裝置，應(yīng)選擇裝置（填甲，乙或丙）。二．碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)（共6小題）13．用甲乙丙三套裝置進(jìn)行H2、C、CO還原CuO的實(shí)驗(yàn)并檢驗(yàn)產(chǎn)物（已知白色粉末無(wú)水酸銅遇水變藍(lán)色）。分析上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．甲乙丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)都能觀察到黑色粉末變紅色的現(xiàn)象，并能成功檢驗(yàn)產(chǎn)物 B．甲乙丙三個(gè)反應(yīng)中，反應(yīng)前后Cu元素的化合價(jià)都降低，O元素的化合價(jià)都不變 C．甲乙丙三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f(shuō)明H2、C、CO都具有還原性，且三個(gè)反應(yīng)都是置換反應(yīng) D．若反應(yīng)前稱量丙中硬質(zhì)玻璃管及氧化銅的總質(zhì)量為60g，通入一氧化碳反應(yīng)一段時(shí)間后，冷卻稱量硬質(zhì)玻璃管及其中物質(zhì)的總質(zhì)量為58.4g，則參加反應(yīng)的氧化銅的質(zhì)量為8g14．如圖甲、乙是初中化學(xué)中兩個(gè)重要實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)所學(xué)知識(shí)作答。（1）圖甲、乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，觀察到相同的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是。（2）如圖甲實(shí)驗(yàn)，加熱前進(jìn)行的是操作是先通入一段時(shí)間一氧化碳?xì)怏w，目的是。（3）對(duì)圖甲、乙實(shí)驗(yàn)的分析正確的是（填編號(hào)）。a．圖乙C中的試管口略向下傾斜是為了防止冷凝水倒流b．圖甲、乙實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)為防止液體倒流，都要先將導(dǎo)管移出石灰水，再熄滅酒精燈或噴燈15．如圖甲是氫氣和氧化銅反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖乙是木炭和氧化鐵反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)裝置。（1）上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置連接有錯(cuò)誤的是（填“甲”或“乙”），在實(shí)驗(yàn)中氫氣和木炭表現(xiàn)出相同的化學(xué)性質(zhì)，該化學(xué)性質(zhì)是。（2）實(shí)驗(yàn)步驟的先后次序非常重要。甲實(shí)驗(yàn)中，反應(yīng)前必須先通氫氣后點(diǎn)燃酒精燈，否則易發(fā)生爆炸；反應(yīng)結(jié)束后必須先熄滅酒精燈后停止通氫氣，否則容易發(fā)生什么后果？（寫出兩點(diǎn)）；。（3）做完乙實(shí)驗(yàn)后，小試管中澄清石灰水變渾濁，大試管中粉末全部變?yōu)楹谏?。小華取少量黑色粉末，加入足量稀硫酸充分振蕩，卻驚訝地發(fā)現(xiàn)黑色粉末全部溶解，卻沒有產(chǎn)生氣泡。小華查閱資料，得到關(guān)于鐵的氧化物的部分信息（如下表所示）。鐵的氧化物化學(xué)式Fe2O3Fe3O4FeO顏色紅黑黑化學(xué)性質(zhì)可溶于酸常溫下不溶于稀酸可溶于酸根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及信息，乙實(shí)驗(yàn)中碳和氧化鐵反應(yīng)的化學(xué)方程式是。16．用以下實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行氫氣還原氧化銅，并測(cè)定某氧化銅樣品的純度（雜質(zhì)不與氫氣反應(yīng)）。（1）該實(shí)驗(yàn)中，裝置乙的作用是。（2）在丙裝置中加入15克氧化銅干燥樣品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，完全反應(yīng)前后裝置丙和丁的質(zhì)量如表：裝置丙裝置丁反應(yīng)前48.8克161.2克反應(yīng)后46.5克163.9克①小明根據(jù)裝置丙減少的質(zhì)量就是氧元素質(zhì)量，則氧化銅的純度為。②小麗想根據(jù)裝置丁的質(zhì)量變化進(jìn)行計(jì)算，請(qǐng)幫小麗求出氧化銅樣品的純度。（寫出計(jì)算過(guò)程）（3）比較小明和小麗的計(jì)算結(jié)果，請(qǐng)分析導(dǎo)致這一結(jié)果的原因可能是。A．裝置的氣密性不好B．空氣中的水分被丁處濃硫酸吸收C．通入的氫氣量不足D．空氣中的二氧化碳被丁處濃硫酸吸收17．下列是三套還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過(guò)觀察比較，回答下列問(wèn)題：（1）三個(gè)實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理相似，反應(yīng)條件也相似，均需在加熱條件下進(jìn)行；實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象也有共同之處，即反應(yīng)管中的固體由黑色變紅色．從操作步驟看，A、B實(shí)驗(yàn)都有下列操作：a．通氣體，b．停止通氣體，c．點(diǎn)燃酒精燈，d．撤去酒精燈．實(shí)驗(yàn)操作的正確順序是（填序號(hào)）．（2）我校科學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師指導(dǎo)下用草酸和濃硫酸制取一氧化碳，并用干燥純凈的一氧化碳還原氧化鐵同時(shí)檢驗(yàn)生存物，實(shí)驗(yàn)裝置如圖．F裝置的作用之一是燃燒未參加反應(yīng)的一氧化碳，防止其污染空氣，其次還有的主要作用是．18．小柯設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，進(jìn)行一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)．試回答：Ⅰ、（1）該裝置的不足之處是．（2）加熱之前，先要進(jìn)行的操作是．Ⅱ、為分離A裝置中反應(yīng)排出的一氧化碳和二氧化碳，小明又設(shè)計(jì)了圖2所示的裝置（鐵架臺(tái)、鐵夾等固定用裝置已略去，a、b為活塞）．（3）利用該裝置先分離出來(lái)的是氣體．（4）要想得