Question

【題目】（1）某興趣小組準(zhǔn)備通過鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣來測定稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，裝置如下：

①小明同學(xué)用如圖1所示裝置進行實驗，你認(rèn)為他應(yīng)該選擇的最簡易的裝置及其連接順序是：A→______→ D。

②小明若用圖2裝置收集氫氣，應(yīng)選擇集氣裝置____（填“A”或“B”），為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，收集氣體的時機是_________。

a.導(dǎo)管口還沒有氣泡產(chǎn)生時

b.導(dǎo)管口連續(xù)均勻冒出氣泡時

c.導(dǎo)管口冒出氣泡很多時

③小張同學(xué)用如圖3所示裝置進行了實驗：

Ⅰ．下列能說明裝置氣密性良好的是_________。

A.連接儀器后，向水準(zhǔn)管中注水，直至左右兩邊管內(nèi)形成穩(wěn)定高度差。

B.向水準(zhǔn)管內(nèi)注水，連接好左側(cè)裝置，抬高水準(zhǔn)管，左右兩邊液面始終相平。

Ⅱ．反應(yīng)完畢后，每間隔1分鐘讀取氣體體積、氣體體積逐漸減小，直至體積不變。氣體體積逐漸減小的原因是_________________（排除儀器和實驗操作的影響因素）。

Ⅲ．若實驗中測得稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，下列可能的原因是____________。

a.裝置漏氣 b.讀取數(shù)據(jù)時水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面

c.未待冷卻就讀取量氣管讀數(shù)

（2）在金屬活動性順序表中，排在前面的金屬能把位于后面的金屬從它的鹽溶液中置換出來，但小明在做金屬鈉與硫酸銅溶液反應(yīng)的實驗時，卻出現(xiàn)了異常現(xiàn)象。

【進行實驗】取一塊綠豆大小的金屬鈉，放入盛有20毫升硫酸銅溶液的小燒杯中，發(fā)現(xiàn)金屬鈉浮在液面上不停打轉(zhuǎn)，產(chǎn)生大量氣體，燒杯發(fā)燙，溶液中出現(xiàn)了藍(lán)色絮狀沉淀，一會兒部分沉淀漸漸變黑，將反應(yīng)后燒杯中的混合物進行過濾，得濾渣和無色濾液。

【提出問題】①生成的氣體是什么？

②濾渣的成分是什么？

③無色濾液中的溶質(zhì)是什么？

【查閱資料】①鈉能與水反應(yīng)生成一種堿，同時放出氣體。

②氫氧化銅受熱至60～80℃變暗，溫度再高分解為相應(yīng)的金屬氧化物(化合價不變)和水。

【實驗探究一】 探究生成的氣體是什么？

小明將上述實驗藥品放入錐形瓶中，立即塞上帶導(dǎo)管的單孔塞，把氣體通入肥皂水中，將燃著的木條靠近飄起的肥皂泡，有爆鳴聲。說明生成的氣體是___________。

【實驗探究二】 探究濾渣的成分是什么？

【猜想假設(shè)】濾渣中含有Cu(OH)2和_____________，還可能含有Cu。

【實驗驗證】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
取少量濾渣，向其中加入足量的稀硫酸	____________________	濾渣中沒有Cu

【實驗結(jié)論】通過實驗，小明同學(xué)得出結(jié)論：鈉加入到硫酸銅溶液中會先與水反應(yīng)，生成物再與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅。請寫出上述發(fā)生的兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式______________ ，________________。

【實驗探究三】探究無色濾液的溶質(zhì)是什么？

【猜想假設(shè)】猜想① Na2SO4 ， 猜想②________________。

【實驗驗證】

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	結(jié)論
取少量無色濾液，向其中加入__________	無明顯變化	猜想①成立

【反思交流】鈉加入硫酸銅溶液中出現(xiàn)黑色物質(zhì)的可能原因是（用化學(xué)方程式表示）_________。

Answer 1

【答案】 C B a A 反應(yīng)放熱、氣體在冷卻過程中體積逐漸減小 c H2 CuO 固體全部溶解、溶液變成藍(lán)色 2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ CuSO4+2NaOH = Cu(OH)2↓+Na2SO4 Na2SO4和NaOH 無色酚酞試液 Cu(OH)2CuO + H2O

【解析】①最簡易的裝置及其連接順序是：A→C→ D。用C收集氫氣，同時通過讀取壓入D中水的體積，測定收集到氫氣的體積，因為進入C的氣體體積等于進入D的水的體積；②收集氫氣，應(yīng)選擇集氣裝置B，A中導(dǎo)管太長，不易于操作；為保證測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，收集氣體的時機是導(dǎo)管口連續(xù)均勻冒出氣泡時，太早，收集的氣體不純，太晚，會導(dǎo)致收集的氣體偏少； ③ Ⅰ． A.連接儀器后，向水準(zhǔn)管中注水，直至左右兩邊管內(nèi)形成穩(wěn)定高度差。說明裝置不漏氣，在壓力差的作用下形成液面差；B.向水準(zhǔn)管內(nèi)注水，連接好左側(cè)裝置，抬高水準(zhǔn)管，左右兩邊液面始終相平，說明兩邊液面上的壓強始終都等于大氣壓，說明裝置內(nèi)始終和大氣相同，即漏氣；Ⅱ．氣體體積逐漸減小的原因是反應(yīng)放熱，氣體在冷卻過程中隨壓強變小，體積逐漸減小，Ⅲ．通過鋅與稀硫酸反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣來測定稀硫酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，就是利用氫氣計算硫酸，若實驗中測得稀硫酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)偏大，應(yīng)該是測定的氫氣比實際偏多， a.裝置漏氣導(dǎo)致氣體體積偏少； b.讀取數(shù)據(jù)時水準(zhǔn)管的水面高于量氣管的水面，導(dǎo)致氣體壓強增大，氣體被壓縮，體積應(yīng)變小； c.未待冷卻就讀取量氣管讀數(shù) ，由于氣體受熱膨脹，導(dǎo)致測定結(jié)果偏大；故選C；（2）【實驗探究一】將燃著的木條靠近飄起的肥皂泡，有爆鳴聲。說明生成的氣體是氫氣；【猜想假設(shè)】據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后元素的種類不變，濾渣中含有Cu(OH)2和氧化銅，還可能含有Cu；【實驗驗證】銅不能與常見的酸溶液反應(yīng)，取少量濾渣，向其中加入足量的稀硫酸，沒有固體剩余，說明濾渣中沒有Cu；【實驗結(jié)論】鈉加入到硫酸銅溶液中會先與水反應(yīng)，生成物再與硫酸銅反應(yīng)生成氫氧化銅。上述發(fā)生的兩個反應(yīng)的化學(xué)方程式2Na + 2H2O = 2NaOH + H2↑ ，CuSO4+2NaOH = Cu(OH)2↓+Na2SO4；【猜想假設(shè)】溶液為無色，說明硫酸銅完全反應(yīng)，猜想①剛好完全反應(yīng)時溶質(zhì)為 Na2SO4 ，當(dāng)氫氧化鈉過量時，所得溶液中的溶質(zhì)為硫酸鈉和氫氧化鈉；取少量無色濾液，向其中加入酚酞試液，無明顯變化，說明無氫氧化鈉， 猜想①成立；【反思交流】鈉加入硫酸銅溶液中出現(xiàn)黑色物質(zhì)的可能原因是氫氧化銅受熱分解生成氧化銅，方程式為：Cu(OH)2 CuO + H2O。