Question

2．某學(xué)習(xí)型小組利用如圖裝置進(jìn)行一系列探究實(shí)驗(yàn)：
查閱資料得知：白磷為白色蠟狀固體，劇毒，不溶于水，著火點(diǎn)為40℃；紅磷的著火點(diǎn)為240℃．

（1）探究燃燒的條件：
①在A中觀察到的現(xiàn)象為：①銅片上的紅磷和水下的白磷不燃燒．
②在使用組裝好的B裝置前，首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性，然后加入藥品并將B和C裝置連接，B裝置中反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，C裝置中的白磷燃燒．
③從以上實(shí)驗(yàn)分析可得出燃燒的條件為：可燃物、與氧氣充分接觸和溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)．
（2）探究氣體的制備和金屬的活動性：
①寫出裝置B中儀器的名稱：a鐵架臺；b長頸漏斗．
②在實(shí)驗(yàn)室用發(fā)生裝置B制備CO₂的化學(xué)反應(yīng)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，收集該氣體只能用D裝置的原因是二氧化碳能溶于水且密度大于空氣，檢驗(yàn)該氣體是否集滿的操作是將燃燒的木條放在集氣瓶口觀察木條是否熄滅．
在實(shí)驗(yàn)中若隔離網(wǎng)銅網(wǎng)改用鐵絲網(wǎng)做成，則產(chǎn)生的后果是產(chǎn)生的氣體不純，據(jù)此可以說明金屬活動性Fe比Cu強(qiáng)．有同學(xué)認(rèn)為，除了該實(shí)驗(yàn)過程可以得出Fe、Cu的金屬活動性大小外，也可用其他方法得出結(jié)論，則該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案可能是將鐵浸入硫酸銅溶液中．
③某同學(xué)向分別盛有等質(zhì)量的鐵粉和鋅粒的裝置B中，倒入等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸，以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來判斷兩種金屬的活動性強(qiáng)弱．有的同學(xué)認(rèn)為這種方案不夠合理，理由是金屬與酸的接觸面積不同．
（3）該學(xué)習(xí)小組對實(shí)驗(yàn)后所得的固體樣品（只含銅和鐵），又繼續(xù)進(jìn)行探究：
①甲同學(xué)用簡單的物理方法迅速證明了樣品中含有鐵粉．他的方法是用磁鐵吸引．
②乙同學(xué)很快擬定了進(jìn)一步測定樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)步驟：
A．取10克樣品于燒杯中，加入100克過量的稀硫酸；
B．待充分反應(yīng)后，稱量，燒杯中物質(zhì)的總質(zhì)量為109.8克；
C．取出不溶物，洗滌、干燥后回收．
步驟B中，如何判斷已充分反應(yīng)？無氣泡產(chǎn)生；
③根據(jù)乙同學(xué)的設(shè)計(jì)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得該樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為44%．

Answer 1

分析 根據(jù)燃燒條件進(jìn)行分析解答，燃燒需要可燃物、可燃物與氧氣接觸、溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)；根據(jù)金屬的性質(zhì)以及金屬活動性順序的意義設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，要注意控制變量；鐵能被磁鐵吸引，根據(jù)差量法計(jì)算生成氫氣的質(zhì)量，然后計(jì)算出金屬鐵的質(zhì)量，最后求算銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)即可．

解答 解：（1）①在A中觀察到的現(xiàn)象為：①銅片上的紅磷和水下的白磷不燃燒，故填：不燃燒．
②在使用組裝好的B裝置前，首先應(yīng)該進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性，B裝置中使用過氧化氫和二氧化錳制取氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為 2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，故填：檢查裝置的氣密性；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③從以上實(shí)驗(yàn)分析可得出燃燒需要可燃物、可燃物與氧氣充分接觸和溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)，故填：與氧氣充分接觸；溫度達(dá)到可燃物的著火點(diǎn)．
（2）①據(jù)圖可以看出，裝置B中a是鐵架臺；b是長頸漏斗，故填：鐵架臺；長頸漏斗．
②在實(shí)驗(yàn)室用發(fā)生裝置B制備CO₂使用的是石灰石和鹽酸反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，收集該氣體只能用D裝置是因?yàn)槎�氧化碳能溶于水且密度大于空氣，檢驗(yàn)二氧化碳是否集滿的操作是將燃燒的木條放在集氣瓶口觀察木條是否熄滅，故填：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；二氧化碳能溶于水且密度大于空氣；將燃燒的木條放在集氣瓶口觀察木條是否熄滅．
在實(shí)驗(yàn)中若隔離網(wǎng)銅網(wǎng)改用鐵絲網(wǎng)做成，則鐵與鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣，會使產(chǎn)生的氣體不純，據(jù)此可以說明金屬活動性Fe比Cu強(qiáng)．要驗(yàn)證鐵和銅的金屬活動性順序，還可以將鐵浸入硫酸銅溶液中，故填：產(chǎn)生的氣體不純；將鐵浸入硫酸銅溶液中．
③某同學(xué)向分別盛有等質(zhì)量的鐵粉和鋅粒的裝置B中，倒入等質(zhì)量、等濃度的稀硫酸，以“金屬表面產(chǎn)生氣泡的快慢”為標(biāo)準(zhǔn)來判斷兩種金屬的活動性強(qiáng)弱．因?yàn)槭褂玫氖氰F粉和鋅粒，金屬與酸的接觸面積不同，故不能用于判斷二者的金屬活動性順序，故填：金屬與酸的接觸面積不同．
（3）因?yàn)殍F能被磁鐵吸引，而銅不能，故可以使用磁鐵吸引的方法證明鐵的存在，故填：用磁鐵吸引．
步驟B中，當(dāng)無氣泡產(chǎn)生時(shí)證明鐵已經(jīng)全部參加反應(yīng)，故填：無氣泡產(chǎn)生；
產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：10g+100g-109.8g-0.2g，設(shè)鐵的質(zhì)量為x
Fe+H₂SO₄═FeSO₄+H₂↑
56              2
x                             0.2g
$\frac{56}{2}=\frac{x}{0.2g}$
x=5.6g
則銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{10g-5.6g}{10g}×100%=44%$
故填：44%．

點(diǎn)評 本題考查的是燃燒的條件的實(shí)驗(yàn)探究、金屬的性質(zhì)以及根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算的知識，完成此題，可以依據(jù)已有的知識進(jìn)行．