备战2022 浙教版科学 中考一轮复习 第35课时 金属及冶炼 课件(共89张PPT)

(共89张PPT)
第35课时　金属及冶炼
　物质的氧化性与还原性
例1　电脑芯片的制作要用到高纯度的硅。目前广泛采用石英砂
(主要成分是SiO2)为原料制取，其中一步反应为：SiO2＋2C
Si＋2CO↑。对该反应分析正确的是( )
A．该反应属于置换反应
B．碳发生了还原反应
C．碳元素化合价由0价变为＋4价
D．该反应利用了CO的还原性
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高温
【解析】由一种单质与一种化合物反应生成另一种单质与另一种化合物的反应是置换反应。该反应属于置换反应，A正确；碳夺取了氧化硅中的氧元素，化合价升高，发生的是氧化反应，B错误；碳元素化合价由0价变为＋2价，C错误；该反应利用了C的还原性，一氧化碳是氧化产物，D错误。
例2　铁的使用非常广泛，但较容易生锈。
(1)工业上炼铁的反应原理是：3CO＋Fe2O3 2Fe＋3CO2，该反
应中一氧化碳(CO)会夺取氧化铁(Fe2O3)中的氧，这说明一氧化碳
具有_______性。
(2)根据如图所示实验现象，可以得出铁生锈的条件之一是 _____
_____。
====
高温
还原
需要
有水
【解析】(1)在工业炼铁的反应原理中，CO夺取了Fe2O3中的氧元素，表现出还原性。(2)实验中的变量是有无水，结果是有水环境中铁生锈，干燥环境中铁未生锈，故判断铁生锈的条件之一是需要有水。
1．根据下列实验图示分析问题：
(1)上述三个反应都是物质与氧发生的反应，它们都属于氧化反
应。氧气在氧化反应中提供氧，它具有_______。从化学反应前
后氧元素化合价变化分析，氧气在上述反应中具有氧化性的原因
是氧元素的化合价降低了。
(2)通过类比分析反应2Na＋Cl2 2NaCl发现，该反应中具有
氧化性的物质是_____(填化学式)。
====
点燃
氧化性
Cl2
2．三氧化二碳(化学式C2O3)通常情况下是一种无色无味的气体，可溶于水，与水反应生成草酸，且常温下不稳定，其他的化学性质与一氧化碳相似。下列有关三氧化二碳说法错误的是( )
A．C2O3中碳元素的化合价为＋4价
B．三氧化二碳具有还原性
C．在空气中燃烧的产物为二氧化碳
D．与氢氧化钠溶液反应可生成盐
　 从化合价升降角度分析氧化还原反应，以及与四大
基本反应类型的关系
例3　在H2＋CuO Cu＋H2O反应中，氢元素的化合价由0价变为＋1价，铜元素的化合价由＋2价变为0价，像这种在化学反应前后有元素化合价发生改变的反应属于氧化还原反应。据此判断，下列反应属于氧化还原反应的是( )
A．CO2＋H2O===H2CO3
B．2AgNO3＋Cu===2Ag＋Cu(NO3)2
C．CaCO3 CaO＋CO2↑
D．Cu(OH)2＋2HCl===CuCl2＋2H2O
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△
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高温
【解析】根据题目提供的信息，“在化学反应前后化合价发生改变的反应属于氧化还原反应”，可以逐个判断四个选项中化学反应前后，各元素的化合价有无发生改变。也可直接看选项B，由于有单质参与反应，有单质生成，必有元素的化合价发生变化。
3．在化学反应前后，物质所含元素化合价发生变化的反应是氧化还原反应，它与化学反应基本类型间的关系如图所示，下列示例中错误的是( )
A．阴影1：CaO＋H2O===Ca(OH)2
B．阴影2：2KMnO4 K2MnO4＋MnO2＋O2↑
C．阴影3：CH4＋2O2 CO2＋2H2O
D．阴影4：Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu
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点燃
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△
　 金属与氧气的反应
例4　犯罪分子常在黄金中混熔较多的铜，冒充纯金制品进行诈
骗。小李要检验金制品中是否混有铜，他的检验步骤是：(1)在酒
精灯上灼烧金制品；(2)将灼烧后的金制品在稀硫酸中浸一段时
间。如果金制品中混有铜，可观察到的现象是 _______________
_________________________________________________________
___；发生的反应(用化学反应方程式表示)是 ______________
____________________________。
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△
灼烧后的金制品
表面变黑，放入硫酸一段时间后金属表面黑色消失，溶液变为蓝
色
O2＋2Cu
2CuO，CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O
【解析】铜可与氧气在加热的条件下反应生成氧化铜，氧化铜是一种黑色固体，如果金制品中混有铜，可观察到的现象是金制品表面变黑；氧化铜放入稀硫酸中会与稀硫酸发生反应，生成硫酸铜和水，溶液会变蓝色。
4．科学探究可以培养学生良好的科学思维。某兴趣小组进行了金属燃烧实验：
实验 1 2 3
步骤 将一片铝箔在空气中用酒精灯加热 将另一片相同铝箔伸入到充满氧气的集气瓶中，引燃 将一段镁条在空气中用酒精灯加热
现象 铝箔不燃烧，熔化后也不滴下，外面立即形成一层薄膜 铝箔剧烈燃烧，发出耀眼白光 镁条剧烈燃烧，发出耀眼白光
试回答下列问题：
(1)进行1、2实验的目的是为研究铝和氧气反应的剧烈程度是否与
氧气的 _________________有关。
(2)某同学分析2、3实验后就得出了如下结论：不同金属的活动性
是不同的。其他同学认为这个结论不可靠，你认为他们的理由是
_________________________________________________________
______________________________________。
浓度(纯度、含量)
只用镁、铝金属做实验，选择的金属样本种类太少(或实验中存
在氧气浓度和金属种类两个变量没有控制)
(3)小组同学认为镁和铝的活动性可以通过与氧气反应的剧烈程度
来比较， 你认为还可以通过________________________________
__________________________的实验来比较。
(4)在实验1中，有同学用细针去刺破液态铝外面的薄膜，观察到
里面的液态铝依然没有流出来。实验后，同学们查阅资料获知该
薄膜是氧化铝，其熔点明显高于酒精灯火焰的温度，由此推断，
刺破薄膜后液态铝会迅速和_______反应又会形成致密氧化膜，所
以液态铝不会流出来。
镁、铝与酸反应产生气泡的快慢(或
镁是否与可溶性铝盐反应等)
氧气
　 金属与盐的反应
例5　某兴趣小组在探究金属化学性质时，将锌粉和铁粉的混合物加入到盛有一定量硝酸银和硝酸铜溶液的烧杯中，充分反应后过滤，得到滤渣和滤液。实验结果有图1、图2两种情况。请回答下列问题：
(1)图1是向滤液中加入稀盐酸，观察到有白色沉淀产生。
①滤液中一定含有的金属离子为 ______________________
(填离子符号)；
②写出一个产生滤渣的反应的化学方程式 _____________
__________________________________________。
Ag＋、Cu2＋、Fe2＋、Zn2＋
Zn＋2AgNO3===
Zn(NO3)2＋2Ag[或Fe＋2AgNO3===Fe(NO3)2＋2Ag]
(2)图2是向滤渣中加入稀盐酸，观察到有无色气体产生。
①滤渣中一定含有 ___________(填化学式，下同)；
②滤液中可能含有__________。
Ag、Cu、Fe
Fe(NO3)2
【解析】(1)①向滤液中加入稀盐酸，观察到有白色沉淀产生，
是因为盐酸和硝酸银反应生成白色沉淀氯化银，即硝酸银过量，
硝酸铜没有反应，滤液中一定含有的金属离子为过量硝酸银中的
Ag＋、没有反应的硝酸铜中的Cu2＋、铁与硝酸银反应生成硝酸亚
铁中的Fe2＋、锌与硝酸银反应生成硝酸锌中的Zn2＋。②滤渣是
银，即硝酸银与锌反应生成硝酸锌和银，与铁反应生成硝酸亚铁
和银，化学方程式为Zn＋2AgNO3===Zn(NO3)2＋2Ag、Fe＋2AgNO3
===Fe(NO3)2＋2Ag。(2)向滤渣中加入稀盐酸，观察到有无色气体
产生，是因为铁和盐酸反应生成氯化亚铁和氢气，或铁、锌和盐
酸反应生成氢气，即滤渣中含有银、铜、铁，或含有银、铜、铁、锌。故①滤渣中一定含有Ag、Cu、Fe，可能含有Zn；②滤液中一定含有反应生成的硝酸锌，可能含有反应生成的Fe(NO3)2。
例6　小明把去除氧化膜的铝条用线拴好(线不与硫酸铜溶液反
应)，浸入硫酸铜溶液中上部，除了观察到事先预计到的现象外，
还发现了一些其他现象：反应一开始产生了较多气泡，试管壁发
烫；反应较长时间后，铝条周边溶液接近无色透明，铝条以下溶
液颜色几乎没变，上下溶液界面清晰，分层明显。
(1)事先预计可观察到的现象是______________________________
______________。
(2)解释试管中溶液出现分层的原因： _______________________
___________。
铝条外面有红色物质生成(或“溶
液颜色变浅”)
硫酸铝溶液的密度比硫酸
铜溶液的小
(3)小明对气泡的成分提出了如下假设：可能是氢气；可能是二氧
化硫；可能是氧气；可能是……因为在实验过程中没有闻到刺激
性的气味，所以小明同学排除气体是___________的可能性。
二氧化硫
(4)小明在老师的指导下另取相同原料做了该实验，并用尖嘴导管
将产生的气体导入洗涤液中，洗涤液中出现大量气泡，点燃气泡
时发出爆鸣声并看到火焰。老师告诉他铝片表面产生的气体就是
氢气，检验该气体时，不是直接在尖嘴导管口点燃，而是点燃从
洗涤液中冒出的气泡。老师为什么要求小明这么操作？ _______
___________________________________________。
小明还有一个疑问：为什么铝放入硫酸铜溶液中会产生氢气呢？
小明查阅资料得知，硫酸铜溶液属于酸性溶液，酸性溶液和酸溶
液具有某些相似的性质。
防止爆
炸(或为了安全，氢气没有验纯前不能直接点燃)
【解析】(1)从金属和盐发生反应的条件可知，铝能将铜从其盐溶液中置换出来，所以可以预期铝条表面有红色物质析出，同时由于溶液中铜离子减少，铝离子又是无色的，故溶液颜色变浅。对于溶液出现分层现象，铝条还有剩余，而硫酸铜也有剩余，反应已经终止了，下面的硫酸铜溶液不能与上面的铝条直接接触，从溶液的密度差考虑，只能是硫酸铝溶液的密度小于硫酸铜溶液的密度，导致硫酸铜溶液沉在下面。由于实验过程中没有闻到刺激性的气味，所以气体不可能是二氧化硫。对于可燃性气体，在
点燃之前为防止爆炸必须要进行验纯，未验纯时，若要点燃该气体，应该是收集部分气体，利用将气体通到洗涤剂中点燃产生气泡的方法，操作既简单又安全。
5．小明和兴趣小组同学利用铁与硫酸铜溶液反应，比较铁与铜的活动性强弱，发现铁丝表面有红色物质析出，溶液颜色由蓝色逐渐变为浅绿色，但有时会出现溶液颜色变为淡黄绿色或淡蓝色，甚至无明显变化的异常现象。
(1)针对上述异常现象，他们认为可能是溶液浓度或反应时间不同导致。为进一步探究此问题，请你设计实验方案并写出实验步骤。建议：①实验可设计4～5组：②实验时每支试管取用硫酸铜溶液5毫升；③每次实验总时间为20分钟。实验室提供铁丝、质量分数为16%的硫酸铜溶液、蒸馏水及其他实验所需的仪器。
答题要点：自变量的设计(溶液浓度、观察时间)、无关变量的控制(溶液体积、铁丝、实验温度等)、因变量的观测(溶液颜色的观察)、实验结果的比较与分析。(可设置实验空白对照)
①将质量分数为16%的硫酸铜溶液稀释成4%、8%、12%的硫酸铜溶液备用；
②在相同环境下，取4支相同的试管各放1根大小相同的铁丝，分别加入5毫升4%、8%、12%、16%的硫酸铜溶液；
③在20分钟内，观察反应溶液的变化，每隔2分钟记录各试管中溶
液颜色；
④比较不同浓度的硫酸铜溶液在相同反应时间时的溶液颜色，同
时比较同一浓度的硫酸铜溶液在不同时间的颜色变化，得出溶液
浓度和反应时间对溶液颜色变化的影响。　
(2)列举一个因反应物浓度不同导致实验现象不同的例子，写出反
应物及现象： _____________________________________________
_____________。
硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，在氧气中燃烧产
生蓝紫色火焰
6．特活泼金属能否将较不活泼的金属从它的盐溶液中置换出来，小美、小丽同学做了金属钠 与硫酸铜溶液反应的实验。
【实验一】把一块比绿豆略大的金属钠，放入盛有20毫升硫酸铜溶液的烧杯中，发现金属钠浮在液面上不停打转，并发出嘶嘶声，烧杯发烫，表层溶液中出现了蓝色絮状沉淀，絮状物慢慢下沉渐渐增多，并没有出现紫红色的铜。正准备整理器材，她们突然发现蓝色沉淀渐渐变黑。
【提出同题】生成的黑色固体是什么物质？
【买验二】搭建分离装置，经_______、洗涤、干燥，得到少量的
黑色粉末。
【查阅资料】常见的黑色不溶于水的固体有：四氧化三铁、二氧
化锰、氧化铜、炭粉等。
小丽猜想：黑色固体可能是氧化铜，不可能是四氧化三铁、二氧
化锰、炭粉。你认为小丽作出如此判断的依据是_______________
___________________________。
过滤
根据反应前后元
素种类不变(或质量守恒定律)
小美猜想：黑色固体可能是氧化铜和铜的混合物。依据是量少而
又细小的铜粉杂在氧化铜之间可能看不清。
【实验三】为了进一步证实该黑色固体中是否含有铜，她们取少
量该粉末放入试管，加入一定量的 _________________溶液，略
微加热，发现固体全部消失，从而证实了 _____同学的猜想是正
确的。那么蓝色絮状沉淀怎么变成黑色固体的呢？
【查阅资料】Cu(OH)2的起始分解温度约66℃。
稀盐酸(或稀硫酸)
小丽
【实验反思】至此，谜底全部解开。为确保蓝色沉淀不分解，实验过程中要注意：
(1)控制实验的初始温度；
(2)放入的金属钠需适量；
(3)_______________________。
硫酸铜溶液用量不能太少
　金属活动性的探究
例7　通过实验可以比较铁、铜、银三种金属的活动性强弱。下列装置能够达到实验目的的是( )
【解析】A．银和铜都不与稀硫酸反应，只有铁能与稀硫酸反应，只能证明铁的活动性最强，不能比较银和铜的活动性强弱，不符合题意；B.银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能比较银和铜的活动性强弱，不符合题意；C.银和铜都不能与硫酸亚铁溶液反应，只能证明铁的活动性最强，不能比较银和铜的活动性强弱，不符合题意；D.铁能与硫酸铜反应，银不能与硫酸铜反应，可证明铁的活动性大于铜，铜的活动性大于银，可比较三金属活动性强弱，符合题意。
例8　人类对科学规律的认识常需经历漫长的探索过程，对金属
活动性规律的认识也是如此。
(1)1625年格劳贝尔发现将金属放入稀盐酸中会“消失”，这为发
现金属活动性顺序奠定了基础。小嘉选用锡、铜、锌三种金属重
温实验，则会“消失”的金属有 _______。
(2)1766年卡文迪许用金属与酸反应制取了一种可燃性气体，他
称之为“可燃空气”，其实该气体就是_______。从此为探索金属
活动性打开了新思路。
锡、锌
氢气
(3)1865年贝开托夫经过大量的实验得出了金属活动性规律。小嘉
运用该规律开展实验，向硝酸铜和硝酸银的混合溶液中逐渐加入
铁粉，溶液质量变化如图所示，则B点时溶液中所含的金属阳离子
有 ___________。
Cu2＋、Fe2＋
【解析】(1)锡、铜、锌中，只有锡和锌排在氢的前面，因此会“消失”的金属是锡和锌。 (2)卡文迪许用金属与酸反应制取的一种气体具有可燃性，其实该气体就是氢气。 (3)铁粉先和硝酸银反应，生成硝酸亚铁和银单质，硝酸银反应完全后再和硝酸铜反应，生成硝酸亚铁和铜单质，发生反应的方程式是：①Fe＋2AgNO3===2Ag＋Fe(NO3)2，②Fe＋Cu(NO3)2===Cu＋Fe(NO3)2。由反应式①可知消耗56份质量的铁会析出216份质量的银，由反应式②可知消耗56份质量的铁会析出64份质量的铜，所以溶液的质量
都会减小，且前者质量减小的速度大于后者，那么AB段为铁和硝酸银的反应，B点时硝酸银完全反应，硝酸铜还没有开始反应，因此溶质为硝酸亚铁和硝酸铜，溶液中的阳离子为 Cu2＋、Fe2＋。
7．人们在长期的研究中发现，元素的单质和化合物的某些性质有助于判断元素的非金属性强弱：通常情况下，元素的非金属性越强，它的单质越容易与氢气反应形成气态氢化物，气态氢化物越稳定，该元素最高价氧化物的水化物的酸性越强，它的单质可以置换出非金属性较弱的单质等。下列有关说法能判断出Cl的非金属性比S强的组合是( )
①HCl的酸性比H2S强
②HCl的稳定性比H2S强
③HClO4的酸性比H2SO4强
④H2与C12混合，光照时发生爆炸；H2与S化合需要不断加热
⑤Na2S＋C12===2NaCl＋S
⑥C12和S均能与Na化合
A．①②④⑤ B．②③④⑤⑥
C．②③④⑤ D．①③④⑤⑥
8．为验证Cu、Al、Fe三种金属的活动性顺序，有甲、乙、丙三
位同学设计了如下方案：(溶液中Fe2＋显浅绿色、Cu2＋显蓝色、
Al3＋无色)
(1)甲同学将形状大小相同的三种金属分别放入盛有稀盐酸的3支
试管中，观察到如图所示现象。请解释产生这种现象的合理原
因： _____________________________。
金属铝表面有一层致密的氧化膜
(2)乙同学只用一支试管，只取一次盐酸(少量)也证明了三种金属
的活动性顺序，请写出两种在盐酸中插入金属的顺序___________
_____________。
(3)丙同学在FeCl2和CuCl2的混合溶液中，加入一定量的铝粉充分
反应后，此时溶液呈浅绿色，过滤后向滤渣中加过量稀盐酸，当
出现固体部分溶解且 _______________________________的现
象，可证明Cu、Al、Fe三种金属的活动性顺序。
Cu、Fe、Al
和Fe、Cu、Al
剩余固体呈红色(或溶液呈浅绿色)
　金属与酸反应的探究
例9　金属与酸反应属于放热反应，其反应速率除受反应物的性质影响外，还受温度、酸的质量分数、固体表面积大小等因素影响。现探究质量分数对反应速率的影响，实验室提供秒表、图甲器材和颗粒均匀的锌粒、铁片、铜片、2%稀盐酸、4%稀盐酸、2%稀硫酸、碎冰、水等药品。
(1)请选择合适器材和药品，设计实验，写出步骤(可配图说明)。
_________________________________________________________
_________________________________________________________
___________________________________________
答题要点：①检查装置气密性；②控制反应恒温进行；药品的选
择能体现控制变量法；选择因变量的方法正确；③能体现避免实
验偶然性；④操作步骤顺序合理。详细见解析。
(2)实验结论：其他条件都相同时，酸的质量分数越大，反应越快。图乙是某资料中铁与2%稀硫酸在恒温条件下，生成氢气体积随时间变化的图象。请根据实验结论，对曲线进行适当的修改，使其更合理。
【解析】(1)①检查气密性：连接试管和广口瓶，往长颈漏斗中加水，液面不持续下降。(只回答“检查装置气密性”也可)②装药品：在烧杯中加入碎冰和一定量的水，往试管中装入锌粒，把试管放入烧杯内的冰水中，用铁架台固定，连接好其他装置。③开始反应和测量：打开止水夹，往漏斗中倒入一定量的2%稀盐酸，记录一定时间内量筒中的水量(或记录量筒中的水达到一定体积时所需的时间；合理均可)。④取等量的锌粒与4%稀盐酸进行反应，重复上述实验。⑤用铁片代替锌粒，重复上述实验(或“多次实验”等能体现避免实验偶然性的均可)(如把第③④步骤改为一次
实验，通过比较每隔一定时间内量筒中水的体积，以判断产生气体的速度等合理均可)。(2)(画图要求：能体现氢气产生的速度是先快后慢，最后不变且与虚线相平)
9．铝箔是现代生活中常见的包装材料，放置久了，其银白色光泽会变暗淡，故又称假银箔。
(1)小柯用放置很久的铝箔与稀盐酸反应，产生氢气质量和反应时
间关系如图所示。在O～t1时间段内，铝箔表面看不到明显的气
泡，原因是_______________________________________________
_______________________。在t2～t3时间段产生气泡的速度逐渐
放缓，直到反应停止时，铝箔还有大量剩余。t2～t3时间段产生
气泡速度放缓的原因是 ___________________________________
___。
铝在空气中被氧气氧化，生成一层致密的氧化铝保护
膜，阻止铝与稀盐酸反应
稀盐酸的溶质质量分数在反应中逐渐减
小
(2)为进一步测量铝箔中单质铝的质量分数，小柯取1.9克铝箔样品与50.0克稀盐酸充分反应，铝箔完全溶解后剩余溶液总质量为51.7克。计算样品中单质铝的质量分数。
　金属的冶炼
例10　北宋张潜在其《浸铜要略序》一书中对铜的冶炼有如
下记载：“山麓有胆泉，土人汲以浸铁，数日辄类朽木，刮取其
屑，锻炼成铜”。
(1)书中提及的“胆泉”为硫酸铜溶液，“浸铁”即将铁放入其
中，写出此冶炼铜方法中生成铜的化学方程式 ____________
_________。
CuSO4＋Fe===
FeSO4＋Cu
Fe2＋
例11　实验室以CuO、Fe、H2SO4为原料用两种方法制取铜，
有两条路径：
路径一：CuO＋H2SO4===CuSO4＋H2O，
CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4；
路径二：H2SO4＋Fe===H2↑＋FeSO4，
H2＋CuO Cu＋H2O。
两条路径的比较，以下说法不正确的是( )
A．路径一原料利用率高 B．路径一消耗能源少
C．路径二操作简单 D．路径一与二最后都是用还原剂置换铜
====
△
【分析】A．路径二中在氢气还原氧化铜环节中，加热前要先通入
氢气将装置内的空气排净，反应结束后要继续通入氢气到冷却，
以防止生成的灼热的铜被重新氧化，这两步氢气没有参加反应，
故原料利用率降低。B.路径一反应都在常温下进行，而路径二氢
气还原氧化铜要加热，消耗能源多。C.路径二氢气还原氧化铜
的操作过程要加热，又要防止氢气爆炸，操作比路径一要复杂得
多。D.路径一中CuSO4＋Fe===Cu＋FeSO4，反应中铁失去电子，充
当还原剂，反应类型是置换反应；路径二中H2＋CuO Cu＋
H2O，氢气是还原剂，反应类型是置换反应。
====
△
10．人类对材料的发现和使用经历了从石器、青铜器、铁器到铝
的大规模使用等漫长的征程。
请回答：
(1)我国最早使用的合金是_______。
(2)我国是最早采用湿法冶铜的国家。文献记载“胆铜法”：用铁
与“胆水”(含CuSO4)反应获得铜。铁与硫酸铜溶液反应的化学方
程式为 _____________________。
青铜
Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4
(3)下列金属矿物中，可以用来炼铁的是____(填字母)；
A．赤铜矿(Cu2O)
B．赤铁矿(Fe2O3)
C．软锰矿(MnO2)
B
(4)铝由于化学性质活泼，不能用碳、氢气等还原其氧化物获得，
科学家曾经用金属在高温条件下置换铝的方法制取，用方程式可
表示为 _________________________，由于此法制取的铝很昂
贵，故铝元素虽然在地壳中含量高，也无法得到大规模的开采利
用。直到19世纪初，电解技术的应用，才使得铝大量廉价生产。
下图为用铝土矿炼制铝的生产流程。
====
高温
6Na＋Al2O3 2Al＋3Na2O
现有含Al2O351%的铝土矿200t，经上述反应后可制得铝_____t。(假设上述各步反应中，铝元素一共损失10%。计算结果精确到小数点后一位)
48.6
11．在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10克。(所含杂质不参加反应)
(1)该实验利用了一氧化碳的_____性，玻璃管内观察到的现象是
_________________。
(2)甲同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克，待反应
完全后再次称量，质量为54.4克。请你计算样品中氧化铜的质量
分数。(一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应)
还原
黑色粉末变成红色
(3)乙同学的方法：先称量出玻璃管和样品的总质量为m1，待反应
完全后再次称量，质量为m2，利用m1－m2的值，求出样品中氧化铜
的质量分数。其中m1－m2的值是指 _______________的质量。
(4)同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有
毒性。因此，本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理
方法： ___________。
氧化铜中氧元素
将尾气点燃
　氢气、一氧化碳、木炭的性质
例12　思维模型的建构既方便于问题的解决，又能促进深度学习。某科学研究小组同学，在研究了气体检验专题内容后，认为气体检验的关键是干扰气体的界定，判断标准是对后续实验是否会产生干扰。于是在老师的指导下对解决“气体检验”类问题建构了如下思维模型：
气体检验―→气体净化―→气体转化―→气体检验―→尾气处理
【模型应用】同学们为检验天然气燃烧后的气体产物成分，应用思维模型设计了如图甲实验方案(固定装置未画出)，将天然气在氧气中燃烧后得到的混合气体通过该方案进行实验。
(1)实验过程中观察到A装置中的无水硫酸铜变蓝，B、F装置中的
澄清石灰水均变浑浊，D装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得
出该气体产物的成分为 ____________。
(2)图甲实验方案中，装置C和D归属于上述思维模型中的 _______
___环节。
H2O、CO2、CO
气体净
化
【改进创新】小金同学认为，原气体产物中的CO2对CO的检验不会产生干扰，于是从简约装置、节约实验药品的角度出发，对图甲方案进行了改进与创新，去掉B、C、D装置，替换F、G装置，改用图乙所示的装置对该气体产物的成分进行探究。在实验中，小金先从A处通一段时间混合气体，再点燃E处酒精灯加热，观察现象，也实现了气体产物成分的检验。
(3)实验中，小金在加热前先通一段时间的混合气体，其目的是
_____________________________。
(4)实验中，判断E中玻璃管内空气已排净的实验现象是________
_________________。
防止加热时发生爆炸，检验CO2
H装置中
澄清石灰水变浑浊
【解析】(1)A装置中的无水硫酸铜变蓝，说明混合气体中有水；B中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中有二氧化碳；D中澄清石灰水不变浑浊、F中澄清石灰水变浑浊，说明有气体还原氧化铜生成二氧化碳，故混合气体中有一氧化碳。(2)C、D装置的作用是吸收二氧化碳，防止混合气体中的二氧化碳对一氧化碳的检验出现干扰，所以属于上述思维模型中的气体净化环节。(3)若混合气体中有可燃性气体，可燃性气体与空气混合加热会发生爆炸，在加热前先通一段时间的混合气体可以防止加热时发生爆炸，且还可以
检验混合气体中是否有二氧化碳。(4)E处酒精灯未点燃，从A处通一段时间混合气体，刚开始H装置中左侧导管中排出的是装置中的空气，当H装置中澄清石灰水变浑浊时，则证明装置中的空气已经被完全排出，混合气体开始通入到了H装置中。
12．小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和Fe2O3反应的影响(固定装置略)。
(1)从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是_____
___________________________________________。
(2)完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末(纯净物)，分别用
两组生成物进行以下实验：
在导
管后扎气球(或在导管口放置一盏点燃的酒精灯)
步骤 操作 甲组现象 乙组现象
1 称量黑色粉末质量/g m1 m2
2 取黑色粉末，用磁铁吸引 能被吸引 能被吸引
3 取黑色粉末，加入稀盐酸 全部溶解，产生大量气泡 无明显现象
4 取黑色粉末，加入足量CuSO4溶液 有红色物质生成 无明显现象
①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是 ____________
___________。
②小金查阅资料后发现Fe3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反
应，故猜想乙组的生成物为Fe3O4。他又发现m2恰好为 _____g，
这可成为支持上述猜想的新证据。
(3)甲、乙两组实验说明温度对CO和Fe2O3反应的影响，且均体现
出CO的 _______(填写化学性质)。
Fe＋2HCl===
FeCl2＋H2↑
4.64
还原性