專題2.5-3　物質(zhì)的轉(zhuǎn)化-金屬的冶煉（解析版）

第2章物質(zhì)轉(zhuǎn)化與材料利用2.5-3物質(zhì)的轉(zhuǎn)化——金屬的冶煉目錄 1 3 4 5【基礎(chǔ)鞏固練】 5【發(fā)散思維練】 8【核心素養(yǎng)練】 11【中考提分練】 14金屬的冶煉1.金屬在自然界的存在：僅有少數(shù)金屬是以游離態(tài)(即單質(zhì))的形式存在的，大多數(shù)金屬是以化合態(tài)的形式存在的。2.金屬的冶煉原理與方法（1）原理：金屬氧化物與還原劑(C、CO、H2等)在高溫(或加熱)下反應(yīng)，還原劑奪取金屬氧化物中的氧，使其還原成金屬單質(zhì)。（2）方法常用的金屬冶煉方法是用C、CO(熾熱的碳能在高溫條件下與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳：C＋CO2===2CO)或H2等具有還原性的物質(zhì)與金屬氧化物在高溫下反應(yīng)，奪取金屬氧化物中的氧，從而得到金屬單質(zhì)。例如：C＋2CuOeq\o(=====,\s\up7(高溫))2Cu＋CO2↑C＋CO2eq\o(=====,\s\up7(高溫))2COCO＋CuOEQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(△),===)Cu＋CO2H2+CuOEQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(△),===)Cu+H2O3.還原反應(yīng)：含氧化合物里的氧被奪取的反應(yīng)，叫作還原反應(yīng)。能從含氧化合物中奪取氧的性質(zhì)叫作還原性。有還原性的物質(zhì)可作還原劑。上述反應(yīng)都是還原反應(yīng)。4.氫氣還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象或結(jié)論(1)觀察氧化銅的顏色；(2)在試管中加入少量氧化銅，通入氫氣，過一會(huì)兒，再給氧化銅加熱；(3)反應(yīng)完成后停止加熱；(4)繼續(xù)通入氫氣，直到試管冷卻(1)氧化銅是黑色固體；(2)固體物質(zhì)由黑色粉末變成紅色物質(zhì)，試管口有水生成。反應(yīng)的化學(xué)方程式為H2+CuOEQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(△),===)Cu+H2O5.鐵的冶煉原理：在高溫下，用還原劑(主要是一氧化碳)從鐵礦石中把鐵還原出來。如圖是“一氧化碳還原氧化鐵”的實(shí)驗(yàn)裝置圖。上述實(shí)驗(yàn)是實(shí)驗(yàn)室模擬鐵的冶煉過程，即在高溫下，用還原劑(主要是一氧化碳)從鐵礦石中把鐵還原出來。實(shí)驗(yàn)中紅色粉末逐漸變成黑色，澄清石灰水變渾濁，生成了鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Fe2O3＋3COEQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(高溫),===)2Fe＋3CO2。注意處理尾氣CO的酒精燈要先點(diǎn)燃，最后熄滅。以防止有毒的CO逸散到空氣中污染空氣。【注意】(1)可燃性氣體在不純時(shí)點(diǎn)燃或加熱有可能發(fā)生爆炸，因此，在點(diǎn)燃或加熱前應(yīng)進(jìn)行純度檢驗(yàn)；在做實(shí)驗(yàn)時(shí)要先通氣體后加熱，以免混合氣體點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸。(2)含氧化合物里的氧被奪取的反應(yīng)，叫作還原反應(yīng)。能從氧化物中奪取氧的性質(zhì)叫作還原性，具有還原性的物質(zhì)可作還原劑。1.有關(guān)純度問題的計(jì)算(1)純凈物質(zhì)量=混合物質(zhì)量×純度(2)某純凈物中組成元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=某組成元素的質(zhì)量/純凈物質(zhì)量×100%(3)混合物質(zhì)量=純凈物質(zhì)量/純度舉例：測(cè)定某地石灰石樣品中碳酸鈣的純度，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的相關(guān)數(shù)據(jù)如下所示：10g石灰石樣品＋100g稀鹽酸（足量）106.04g剩余的混合物石灰石樣品的主要成分是碳酸鈣，碳酸鈣會(huì)跟稀鹽酸反應(yīng)而雜質(zhì)不反應(yīng)，反應(yīng)的產(chǎn)物是氯化鈣、二氧化碳和水，其中二氧化碳以氣體形式逸散到空氣中，使溶液質(zhì)量減少，即減少的質(zhì)量就是二氧化碳的質(zhì)量。計(jì)算石灰石樣品的純度：CaCO3+2HCl===CaCl2+CO2↑+H2O10044x10g+100g-106.04g得x=9g石灰石樣品的純度為9g/10g×100%=90%【注意】在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，所用的原料或產(chǎn)物一般含有雜質(zhì)，在計(jì)算用料和產(chǎn)量時(shí)，應(yīng)考慮到雜質(zhì)問題。如果題目給出不純物質(zhì)的質(zhì)量，必須先換算成純凈物質(zhì)的質(zhì)量。純物質(zhì)的質(zhì)量＝不純物質(zhì)的質(zhì)量×純物質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。2.氫氣還原氧化銅實(shí)驗(yàn)（1）步驟：①氫(檢驗(yàn)氫氣的純度后先通一會(huì)兒氫氣)；②燈(點(diǎn)燃酒精燈給氧化銅加熱)；③燈(實(shí)驗(yàn)完畢后，先熄滅酒精燈)；④氫(繼續(xù)通氫氣，直到試管完全冷卻)。先通入氫氣是為了排盡裝置中的空氣，否則具有可燃性的氫氣與空氣混合加熱，容易發(fā)生爆炸。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后先熄滅酒精燈，繼續(xù)通氫氣，直至試管冷卻，是防止生成的銅在溫度較高時(shí)再次被氧氣氧化成氧化銅，使實(shí)驗(yàn)失敗。（2）實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)①盛放CuO的試管口要略向下傾斜，防止生成的水流入試管底部，使試管炸裂。②實(shí)驗(yàn)應(yīng)先通H2，再加熱，防止氫氣與空氣混合加熱時(shí)發(fā)生爆炸。③實(shí)驗(yàn)停止后，繼續(xù)通H2，直至試管冷卻，防止灼熱的銅被空氣中的氧氣氧化成CuO?！境？肌苛私饨饘俚囊睙捲砼c方法【例1】點(diǎn)燃鋁熱劑(鋁粉和氧化鐵粉末的混合物)能釋放出大量的熱量，生成高溫熔融的鐵，鐵可以用來修補(bǔ)鐵軌，反應(yīng)如下：Fe2O3+2AlEQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(高溫),===)2Fe+Al2O3。其中還原劑是()A.Fe2O3B.AlC.FeD.Al2O3【答案】B【解析】根據(jù)口訣“得氧被氧化的為還原劑”知Al是還原劑?！纠?】用如圖所示的玻璃管進(jìn)行碳還原氧化銅實(shí)驗(yàn)。(1)當(dāng)A處的黑色固體變紅時(shí)，可觀察到B處的現(xiàn)象是。(2)查閱資料發(fā)現(xiàn)：反應(yīng)生成的紅色固體除了銅以外還可能含有氧化亞銅(Cu2O)，氧化亞銅可以與硫酸發(fā)生如下反應(yīng)：Cu2O+H2SO4EQ\*jc0\*hps18\o(\s\up9(Δ),===)Cu+CuSO4+X，該反應(yīng)中X的化學(xué)式為?！敬鸢浮砍吻迨宜儨啙酘2O【解析】A處反應(yīng)生成二氧化碳，二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣白色沉淀；根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)目不變可知，X的化學(xué)式為H2O?！境？?】掌握金屬冶煉的有關(guān)計(jì)算【例3】在學(xué)習(xí)“金屬的冶煉”時(shí)，某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的裝置測(cè)量氧化銅樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，實(shí)驗(yàn)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)該實(shí)驗(yàn)利用了一氧化碳的性，玻璃管內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是。(2)甲同學(xué)的方法：先測(cè)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(qǐng)你計(jì)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(shí)驗(yàn)中還需對(duì)尾氣進(jìn)行處理。請(qǐng)你提出一種處理方法：?！敬鸢浮浚?）還原黑色固體變成紅色（2）解：設(shè)樣品中CuO的質(zhì)量為x。CO＋CuOEQ\*jc0\*hps21\o(\s\up9(△),===)Cu＋CO28044x4.4gx=8g，樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=8g/10g×100%=80%答：樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%。（3）氧化銅中氧元素（4）將尾氣點(diǎn)燃(或用氣囊收集后集中處理)【解析】(1)一氧化碳具有還原性，與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳。(2)根據(jù)質(zhì)量差計(jì)算生成二氧化碳的質(zhì)量，再求出樣品中氧化銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。(3)化學(xué)反應(yīng)前后原子個(gè)數(shù)不變，所以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的值是指氧化銅中氧元素的質(zhì)量。(4)CO具有可燃性，可將其點(diǎn)燃處理或用氣囊收集后處理?！净A(chǔ)鞏固練】1.(2020?重慶A)“中國高鐵，世界第一”，高鐵列車車體材料使用了含鎳不銹鋼，工業(yè)上火法煉鎳的原高溫理是C+2NiOEQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up9(高溫),===)2Ni+CO2↑，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.反應(yīng)中NiO發(fā)生還原反應(yīng)B.氣體產(chǎn)物中可能有COC.該不銹鋼中還含有鐵和碳D.該不銹鋼合金的硬度小于純鐵【答案】D【解析】由化學(xué)方程式可知，反應(yīng)中NiO失去了氧元素，發(fā)生了還原反應(yīng)；該反應(yīng)的反應(yīng)物是C和NiO，由質(zhì)量守恒定律可知，氣體產(chǎn)物中可能有CO；鋼是含碳量在0.03%~2%之間的鐵合金，所以該不銹鋼中還含有鐵和碳；由合金的性質(zhì)可知，該不銹鋼合金的硬度大于純鐵。2.(2020?蘇州)利用如圖所示實(shí)驗(yàn)裝置模擬工業(yè)煉鐵。下列說法正確的是（）A.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先點(diǎn)燃酒精燈后通COB.充分加熱，a處固體由黑色變?yōu)榧t色C.b處可用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的CO2D.可用NaOH溶液吸收尾氣中的CO【答案】C【解析】實(shí)驗(yàn)開始先通入一氧化碳，排出裝置內(nèi)的空氣后，再點(diǎn)燃酒精燈加熱玻璃管中的氧化鐵，防止一氧化碳與空氣混合發(fā)生爆炸，故A錯(cuò)誤；一氧化碳具有還原性，能與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，實(shí)驗(yàn)時(shí)玻璃管中的紅棕色粉末逐漸變黑，故B錯(cuò)誤；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，b處可用澄清石灰水檢驗(yàn)生成的CO2，故C正確；一氧化碳不與氫氧化鈉溶液反應(yīng)，氫氧化鈉溶液無法吸收有毒性的一氧化碳?xì)怏w，故D錯(cuò)誤。3.從孔雀石[主要成分CuCO3?Cu(OH)2]中提取金屬銅的實(shí)驗(yàn)步驟如下：將孔雀石粉碎，加過量稀硫酸，充分反應(yīng)后過濾，向?yàn)V液中加入一種金屬粉末。(1)請(qǐng)?zhí)羁眨篊uCO3?Cu(OH)2+2H2SO4===CuSO4+CO2↑+3____________。(2)寫出可以加入的一種金屬并說明理由：________________________________________________。【答案】(1)H2O(2)鐵(或鋅等)鐵(或鋅等)的金屬活動(dòng)性比銅強(qiáng)，可以把銅置換出來【解析】(1)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，反應(yīng)前后各原子的數(shù)目不變，可以推知X的化學(xué)式為H2O；(2)排在銅前的金屬能把銅從硫酸銅溶液中置換出來。所得濾液中含有生成的硫酸銅和過量的硫酸，要從其中置換銅，需要加入氫之前的活潑金屬(除鉀、鈉、鈣外)，如鋅、鐵等，它們可以把銅從硫酸銅溶液中置換出來。4.(2021?義烏廿三里期中聯(lián)考)某同學(xué)為了探究木炭和氧化銅在高溫條件下生成的氣體產(chǎn)物的成分，提出了如下猜想：a.可能是二氧化碳b.可能是一氧化碳并設(shè)計(jì)如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，預(yù)期的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論如下：I.若澄清的石灰水變渾濁，則氣體為二氧化碳；Ⅱ.若澄清的石灰水不變渾濁，則氣體為一氧化碳。請(qǐng)你分析并回答：(1)該同學(xué)的猜想是否嚴(yán)謹(jǐn)?可以補(bǔ)充猜想c：________________________。(2)該實(shí)驗(yàn)裝置存在的缺陷是________________________。(3)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，停止實(shí)驗(yàn)的操作步驟是________________________。(4)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)試管①內(nèi)壁上附著不易用試管刷洗凈的固體生成物，適合清洗試管①的試劑是____________________________________?！敬鸢浮?1)可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物(2)沒有尾氣處理裝置(3)先將導(dǎo)管從試管中移出，再熄滅酒精燈(4)稀鹽酸【解析】(1)該同學(xué)的猜想不嚴(yán)謹(jǐn)，因?yàn)檫€可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物；(2)一氧化碳是有毒的氣體，而該實(shí)驗(yàn)裝置沒有進(jìn)行尾氣處理；(3)反應(yīng)結(jié)束時(shí)，為防止液體回流導(dǎo)致試管炸裂，需要先將導(dǎo)管從試管中移出，再熄滅酒精燈；(4)實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)試管①內(nèi)壁上附著不易用試管刷洗凈的固體生成物，該物質(zhì)是二氧化碳和氫氧化鈣反應(yīng)生成的碳酸鈣，能與鹽酸反應(yīng)生成易溶于水的氯化鈣，故可以采用鹽酸清洗試管①。5.已知反應(yīng)：H2和CO在這兩個(gè)反應(yīng)中均將Fe2O3還原為Fe，均作還原劑。(1)請(qǐng)你分析上述反應(yīng)中還原劑各元素的化合價(jià)在化學(xué)反應(yīng)前后的變化情況，歸納出化學(xué)反應(yīng)中還原劑所含元素化合價(jià)的變化規(guī)律：______________________。(2)請(qǐng)根據(jù)你得出的規(guī)律，Mg+CuCl2===MgCl2+Cu中的還原劑是___________。(3)在化學(xué)反應(yīng)中與還原劑中元素化合價(jià)變化規(guī)律相反的物質(zhì)稱為氧化劑，則Cl2+2NaBr===Br2+2NaCl中的氧化劑是____________________?！敬鸢浮?1)還原劑在化學(xué)反應(yīng)中元素化合價(jià)升高(2)Mg(3)Cl2【解析】（1）在3H2+Fe2O3EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(△),===)2Fe+3H2O；和3CO+Fe2O3EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(高溫),===)2Fe+3CO2H2在兩個(gè)反應(yīng)中，H2和CO做還原劑，其中氫元素和碳元素的化合價(jià)升高了，所以兩個(gè)反應(yīng)還原劑中元素的化合價(jià)的變化規(guī)律是還原劑在化學(xué)反應(yīng)中元素化合價(jià)升高；（2）根據(jù)反應(yīng)Mg+CuCl2═MgCl2+Cu鎂的化合價(jià)由0變成了+2化合價(jià)升高了，說明鎂是這一反應(yīng)的還原劑；（3）由于在化學(xué)反應(yīng)中與還原劑中元素化合價(jià)變化規(guī)律相反的物質(zhì)，被稱為氧化劑，所以氧化劑在化學(xué)反應(yīng)中化合價(jià)會(huì)降低，分析Cl2+2NaBr═Br2+2NaCl的反應(yīng)可知氯元素的化合價(jià)由0價(jià)變成了-1價(jià)，所以氯氣是這一反應(yīng)的氧化劑。6.我國每年報(bào)廢的手機(jī)超過1億部。廢舊手機(jī)的電路板中含有多種金屬，隨意丟棄會(huì)造成資源浪費(fèi)并污染土壤和水體。某手機(jī)電路板中含有Fe、Sn、Cu、Ag、Au等金屬，如圖是某工廠回收其中部分金屬的流程圖。(其中Sn、Au在化合物中的化合價(jià)分別為+2和+3)(1)過程Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ均涉及的操作是___________，該操作需要用到一種金屬材料制成的儀器是___________。(2)寫出過程Ⅱ中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。(3)寫出過程Ⅲ中反應(yīng)的化學(xué)方程式：_________________________________。(4)濾液4的主要成分(水除外)是：__________________?！敬鸢浮?1)過濾鐵架臺(tái)(2)Fe+H2SO4===FeSO4+H2↑、Fe+SnSO4===Sn+FeSO4(3)2Cu+O2+2H2SO4EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(△),===)2CuSO4+2H2O(4)FeSO4【解析】（1）過程Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ都是分離難溶性固體與液體的方法，是過濾操作，過濾操作中用到的由金屬材料制成的儀器是鐵架臺(tái)；（2）在金屬活動(dòng)性順序中，鐵和錫排在H前，銅、銀、金排在H后面，所以過程Ⅰ加入過量的稀硫酸后過濾，所得濾渣中含有銅、銀和金；濾液中含有硫酸、硫酸亞鐵和硫酸錫；鐵的活動(dòng)性大于錫，所以過程Ⅱ中鐵與硫酸反應(yīng)生成硫酸亞鐵和氫氣、鐵與硫酸錫反應(yīng)生成錫和硫酸亞鐵；故填：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑；Fe+SnSO4=Sn+FeSO4；（3）過程Ⅲ是在加熱的條件下，銅、氧氣和硫酸反應(yīng)生成硫酸銅和水；故填：2Cu+O2+2H2SO4EQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(△),===)2CuSO4+2H2O；（4）濾液Ⅰ是硫酸亞鐵和硫酸錫的混合溶液，加入過量的鐵后，鐵能與硫酸錫反應(yīng)生成錫和硫酸亞鐵，所以濾液2中含有硫酸亞鐵，即濾液4中含有硫酸亞鐵；濾液3是硫酸銅溶液，加入適量的鐵粉后，鐵與硫酸銅反應(yīng)生成了銅和硫酸亞鐵，即濾液4中含有硫酸亞鐵；因?yàn)闉V液4蒸發(fā)結(jié)晶后得到的是純凈物，所以濾液4的主要成分（水除外）是硫酸亞鐵?！景l(fā)散思維練】7.(2021?杭州模擬)如圖是CO和Fe2O3反應(yīng)的裝置。下列關(guān)于圖示實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是（）①說明CO具有氧化性②玻璃管中的紅色粉末變成黑色粉末③防止了CO對(duì)空氣的污染④反應(yīng)前應(yīng)先通CO，再加熱酒精燈A.①②④B.①②③C.②③④D.全部【答案】C【解析】①玻璃管中黑色粉末變成紅色，說明生成了銅，說明CO具有還原性，故說法錯(cuò)誤。②氧化鐵顏色為紅色，被一氧化碳還原為鐵粉，鐵粉顏色為黑色，所以硬質(zhì)玻璃管中的現(xiàn)象為紅色粉末變黑，故正確；③尾氣中含有有毒的一氧化碳，需要對(duì)尾氣進(jìn)行處理，以防造成空氣污染，故正確；④反應(yīng)前應(yīng)先通CO，再加熱酒精燈，排出裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時(shí)發(fā)生爆炸，故正確；故選C。8.用一氧化碳還原氧化鐵的實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)e2O3轉(zhuǎn)化為鐵的具體過程是：已知鐵的氧化物除Fe2O3外，其余均為黑色。下列說法正確的是（）A.裝置中漏斗的作用是防止倒吸B.通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷氧化鐵是否完全轉(zhuǎn)化為鐵C.該實(shí)驗(yàn)中所有的化學(xué)反應(yīng)里，氧元素的化合價(jià)均未改變D.當(dāng)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74%時(shí)，固體成分是Fe3O4和FeO【答案】D【解析】裝置中漏斗的作用是為了聚集一氧化碳，而不是防止倒吸，A錯(cuò)誤；生成的四氧化三鐵、氧化亞鐵以及鐵粉都是黑色的，無法通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象判斷氧化鐵是否完全轉(zhuǎn)化為鐵，B錯(cuò)誤；尾氣中的一氧化碳與氧氣在點(diǎn)燃的條件下反應(yīng)生成二氧化碳，氧氣中的氧元素的化合價(jià)為0，二氧化碳中氧元素的化合價(jià)為-2，氧元素的化合價(jià)發(fā)生改變，C錯(cuò)誤；Fe2O3中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，F(xiàn)e3O4中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，F(xiàn)eO中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為，因此當(dāng)硬質(zhì)玻璃管內(nèi)固體中鐵元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為74%時(shí)，固體成分是Fe3O4和FeO，D正確。9.氫氣和一氧化碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是（）A.實(shí)驗(yàn)時(shí)都應(yīng)該先通入氣體后加熱，防止發(fā)生爆炸B.兩者都可以通過觀察黑色固體顏色的變化判斷反應(yīng)是否發(fā)生C.甲無尾氣處理裝置而乙有，是因?yàn)橐谎趸加卸径鴼錃鉄o毒D.甲試管口略向下傾斜，乙玻璃管保持水平，是因?yàn)閮煞N氣體的密度不同【答案】D【解析】A、氫氣、一氧化碳都屬于可燃性氣體，與空氣混合達(dá)到爆炸極限時(shí)，受熱或遇明火會(huì)發(fā)生爆炸，實(shí)驗(yàn)時(shí)都應(yīng)該先通入氣體一會(huì)兒后再加熱，這樣可以防止發(fā)生爆炸，該選項(xiàng)說法正確；B、實(shí)驗(yàn)過程中，能夠觀察到黑色的氧化銅粉末逐漸變成紅色，說明氧化銅和氫氣、一氧化碳反應(yīng)生成了紅色的銅，該選項(xiàng)說法正確；C、氫氣無毒，不污染環(huán)境，所以不需要處理尾氣，而一氧化碳有毒，能夠污染環(huán)境，應(yīng)該對(duì)尾氣進(jìn)行處理，該選項(xiàng)說法正確；D、甲中試管口略向下傾斜，是為了防止生成的水回流炸裂試管，與氣體的密度無關(guān)，該選項(xiàng)說法錯(cuò)誤。10.(2020?云南)鎂及其合金是一種用途很廣泛的金屬材料。大量的鎂是從海水蒸發(fā)結(jié)晶得到粗鹽后的苦鹵水中提取的。根據(jù)下列工業(yè)制鎂的主要生產(chǎn)步驟回答問題：(1)操作X的名稱是______________。(2)試劑②可選用______________。(3)MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生金屬鎂和氯氣(Cl2)，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_________________________________________。【答案】(1)過濾(2)稀鹽酸(3)MgCl2EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up9(通電),===)Mg+Cl2↑【解析】(1)操作X是將不溶性固體從溶液中分離出來，是過濾操作；(2)氫氧化鎂和鹽酸反應(yīng)生成氯化鎂和水，所以試劑②可選用稀鹽酸；(3)MgCl2在熔融狀態(tài)下，通電后會(huì)產(chǎn)生金屬鎂和氯氣。11.(2020?陜西)為測(cè)定某赤鐵礦中Fe2O3的含量，取10g該赤鐵礦樣品于燒杯中，向其中加入100g稀鹽酸，恰好完全反應(yīng)，測(cè)得剩余固體的質(zhì)量為28。(雜質(zhì)不溶于水也不與酸反應(yīng))(1)10g樣品中雜質(zhì)的質(zhì)量為__________g。(2)計(jì)算稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)?！敬鸢浮?1)2(2)解：設(shè)100g稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x。Fe2O3+6HCl===2FeCl3+3H2O1606×36.58gx160/8g=6×36.5/xx=10.95g稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)=10.95g/100×100%=10.95%答：稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10.95%。【解析】根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以確定該赤鐵礦樣品中氧化鐵的質(zhì)量為10g-2g=8g，氧化鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化鐵和水，根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式及提供數(shù)據(jù)可以進(jìn)行相關(guān)方面的計(jì)算?！竞诵乃仞B(yǎng)練】12.(科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí))甲、乙兩位同學(xué)根據(jù)下列轉(zhuǎn)化關(guān)系在實(shí)驗(yàn)室中模擬煉鐵，并對(duì)生成物的成分進(jìn)行探究。①模擬煉鐵的原理可能是______________________________(用化學(xué)方程式表示)。②初步分析得知，黑色粉末B的成分是一種或兩種單質(zhì)?！静孪肱c假設(shè)】甲同學(xué)認(rèn)為無色氣體A中可能有CO2，也可能有____________________。乙同學(xué)認(rèn)為黑色粉末的成分中存在以下情況：假設(shè)一：只含有鐵；假設(shè)二：含有____________________?！緦?shí)驗(yàn)探究】(1)驗(yàn)證甲同學(xué)猜想的實(shí)驗(yàn)裝置(箭頭表示氣體流向)。上述實(shí)驗(yàn)裝置Ⅱ中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，裝置Ⅰ的作用是____________________，當(dāng)看到Ⅰ中足量的澄清石灰水變渾濁，Ⅲ中黑色固體變成紅色后，可以確定無色氣體Ａ的成分是_______________。同時(shí)得出結(jié)論：上述裝置存在重大缺陷，需要補(bǔ)充__________裝置。(2)為驗(yàn)證乙同學(xué)的假設(shè)二成立，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)用物理方法(或化學(xué)方法)完成以下探究。(請(qǐng)?zhí)顚憣?shí)驗(yàn)報(bào)告表格中空缺的部分)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論物理方法部分黑色粉末被吸引上來假設(shè)二成立化學(xué)方法取少量黑色粉末放在玻璃管中，不斷通入氧氣，加熱，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰水中假設(shè)二成立【交流反思】對(duì)甲同學(xué)實(shí)驗(yàn)存在的缺陷，甲、乙同學(xué)一起進(jìn)行了改進(jìn)，解決了污染環(huán)境問題。【答案】①3C+2Fe2O3EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up9(高溫),===)4Fe+3CO2↑【猜想與假設(shè)】CO假設(shè)二：鐵和碳【實(shí)驗(yàn)探究】(1)檢驗(yàn)并吸收CO2CO2和CO尾氣處理(2)實(shí)驗(yàn)方法實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)論物理方法取少量黑色粉末B，用磁鐵吸引部分黑色粉末被吸引假設(shè)二成立化學(xué)方法取少量黑色粉末放在玻璃管中，不斷通入氧氣加熱，將產(chǎn)生的氣體通入澄清石灰固體部分消失，石灰水變渾濁假設(shè)二成立【解析】①模擬煉鐵的原理可能是碳與氧化鐵在高溫條件下高溫生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為3C+2Fe2O3EQ\*jc2\*hps16\o\ad(\s\up9(高溫),===)4Fe+3CO2↑。【猜想與假設(shè)】無色氣體A中可能有CO2，也可能有未反應(yīng)的一氧化碳。假設(shè)一：只含有鐵。假設(shè)二：鐵和未反應(yīng)的碳?！緦?shí)驗(yàn)與探究】(1)Ⅰ中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳，所以可以檢驗(yàn)并吸收CO2，Ⅲ中灼熱的氧化銅變紅，說明有一氧化碳，Ⅱ中濃硫酸的作用是干燥氣體；尾氣中有一氧化碳，需要處理尾氣，防止污染空氣。(2)實(shí)驗(yàn)操作及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如表中所示。為了防止一氧化碳污染環(huán)境，應(yīng)該對(duì)尾氣進(jìn)行處理。13.(科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任)某中學(xué)化學(xué)興趣小組按照課本實(shí)驗(yàn)方法(如圖甲)，做木炭與氧化銅反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成，卻往往有暗紅色固體出現(xiàn)。他們決定對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究和改進(jìn)。【提出問題】暗紅色的固體是什么?如何選擇合適的條件，使木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯?【查閱資料】銅有+1和+2兩種化合價(jià)，通常情況下，氧的化合價(jià)為-2，碳的化合價(jià)為-4或+4?！静孪肱c假設(shè)】(1)同學(xué)們認(rèn)為這種暗紅色固體可能是一種化合物，并猜測(cè)它的化學(xué)式為__________。(2)同學(xué)們還認(rèn)為，通過改變反應(yīng)物的狀態(tài)、質(zhì)量比以及反應(yīng)裝置，可以使該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯，減少出現(xiàn)暗紅色固體的情況?！痉治雠c交流】(3)小吳建議用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。你認(rèn)為這樣建議的原理是__________________________________________________。(4)小周建議用圖中的乙裝置替代甲裝置。與甲裝置相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是________________________________________________________________________________。(5)對(duì)下列三種氧化銅和碳的質(zhì)量比例，小施建議選擇_______（填選項(xiàng)序號(hào)）的比例。A.32：3B.40：3C.48：3你認(rèn)為小施這樣選擇的理由是_________________________________________________?！緦?shí)驗(yàn)與結(jié)論】同學(xué)們決定按改進(jìn)后的方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，他們?cè)跈z查了乙裝置的__________后，往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱，當(dāng)看到澄清石灰水剛出現(xiàn)渾濁時(shí)，__________(填“可以”或“不能”)確定氧化銅和木炭已經(jīng)開始反應(yīng)。不久，即可看到試管底部變紅熱，停止加熱后，仍能看到紅熱現(xiàn)象，并沿試管底部自下而上蔓延，這個(gè)現(xiàn)象說明該反應(yīng)是__________(填“吸”或“放”)熱反應(yīng)。待反應(yīng)結(jié)束，先將導(dǎo)氣管從澄清石灰水中取出，然后關(guān)閉止水夾，讓產(chǎn)物自然冷卻。若不關(guān)閉止水夾，可能出現(xiàn)的問題是__________________________________________________。待產(chǎn)物冷卻后，同學(xué)們終于找到了期待已久的紫紅色銅珠，實(shí)驗(yàn)獲得了圓滿成功。【答案】【猜想與假設(shè)】(1)Cu2O(或Cu4C、Cu2C等其他合理答案均可)【分析與交流】(3)該反應(yīng)中的反應(yīng)物都是固體，使用顆粒更小的反應(yīng)物，可以增大反應(yīng)物之間的接觸面積，有利于反應(yīng)的進(jìn)行(4)有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫（5）A；

反應(yīng)中炭粉會(huì)與試管內(nèi)的氧氣反應(yīng)而部分消耗，故稍過量的炭粉有利于反應(yīng)的進(jìn)行【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】氣密性不能放空氣會(huì)進(jìn)入反應(yīng)后的試管中，使生成的依然灼熱的銅重新被氧化【解析】（1）化學(xué)反應(yīng)前后元素守恒，因?yàn)镃u2O為紅色，則這種暗紅色固體可能是氧化亞銅，化學(xué)式為Cu2O.【分析與交流】(3)增大接觸反應(yīng)物的接觸面積，有利于反應(yīng)的進(jìn)行，則用超細(xì)炭粉與氧化銅粉末進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，原理是使用顆粒更小的反應(yīng)物，可以增加反應(yīng)物之間的接觸面積，有利于反應(yīng)的進(jìn)行(4)碳還原氧化銅條件是高溫，則與甲相比較，乙裝置中將試管直立放置的作用是有利于集中加熱，獲得持續(xù)高溫。（5）分析C+2CuOEQ\*jc2\*hps18\o\ad(\s\up9(高溫),===)2Cu+CO2↑反應(yīng)可知，每12份質(zhì)量的木炭與160份質(zhì)量的氧化銅恰好反應(yīng)，則氧化銅和碳的質(zhì)量比為160：12=40：3，由于碳具有可燃性，加熱時(shí)木炭會(huì)與試管內(nèi)空氣中的氧氣先反應(yīng)，會(huì)消耗一部分木炭，則木炭稍過量，可將氧化銅全部還原，所以氧化銅和碳的質(zhì)量比例為32：3為最佳?！緦?shí)驗(yàn)與結(jié)論】有氣體生成實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)前的操作是檢查裝置氣密性，由于碳具有可燃性，加熱時(shí)木炭會(huì)與試管內(nèi)空氣中的氧氣先反應(yīng)生成二氧化碳，開始加熱，當(dāng)看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時(shí)不能確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反應(yīng)；分析整個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，木炭與氧化銅在高溫下生成銅和二氧化碳，因?yàn)樽?/p>