1.鐵和銅是生活中常見的兩種金屬.讓我們與甲、乙化學(xué)興趣小組一起踏上探究之旅吧!
(一)興趣小組甲:久置的銅制品表面能生成 Cu
2(OH)
2CO
3.甲組同學(xué)以銹蝕嚴(yán)重的廢銅 屑為原料(假設(shè)不含其他雜質(zhì))制取純銅.如圖是興趣小組設(shè)計的兩種回收銅的實驗方案:
查閱資料:Cu
2(OH)
2CO
3+2H
2SO
4═2CuSO
4+3H
2O+CO
2↑
【分析評價】(1)步驟Ⅱ中 CO 的作用是A(填字母).A.還原劑B.氧化劑
(2)步驟Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ都需要進(jìn)行的實驗操作是過濾.
(3)步驟Ⅴ過程發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+H
2SO
4═FeSO
4+H
2↑.
(4)同一份廢銅屑分別通過上述兩種方案最終得到的銅的質(zhì)量:方案一=(填“>”或“=”或“<”)方案二.以上兩種方案中,方案二優(yōu)越于方案一,理由是操作簡單(答一點(diǎn)).
【拓展探究】在方案一中,小明和小麗分別取 24 克氧化銅,用 CO 還原,小明得到 19.2克紅色固體,小麗得到 20.8 克紅色固體.為什么兩人得到的紅色固體質(zhì)量不相等?查閱資料:
Ⅰ.CO 還原 CuO 時也可產(chǎn)生紅色的氧化亞銅(Cu
2O)Ⅱ.Cu
2O+H
2SO
4(稀)═Cu+CuSO
4+H
2O
他們分析推斷:
(1)一致認(rèn)為小明(填“小明”或“小麗”)的產(chǎn)物中沒有 Cu
2O;
(2)用 CO 還原 8 克 CuO 得到紅色固體 a 克,若紅色固體為 Cu 和 Cu
2O 的混合物,則
a 的取值范圍為6.4<a<7.2;
(3)可以用簡單的實驗驗證紅色固體中是否有 Cu
2O,請簡述操作、現(xiàn)象及結(jié)論:取樣滴加足量的稀硫酸,若溶液變藍(lán),說明含Cu
2O.
(二)興趣小組乙:乙組同學(xué)對鐵的銹蝕產(chǎn)生了濃厚的興趣. 鐵生銹是鐵與空氣中的一些物質(zhì)反應(yīng)生成氫氧化亞鐵后,在空氣中被氧化為氫氧化鐵,氫氧化鐵在日光照射下,緩慢分解,生成氧化鐵 Fe
2O
3.鐵銹的化學(xué)式可簡單表示為 Fe
2O
3•nH
2O.
【提出問題】鐵銹(Fe
2O
3•nH
2O)中 n 的值等于多少?
【查閱資料】(1)濃硫酸具有吸水性,是一種常用的液體干燥劑;堿石灰(是氫氧化鈉 和氧化鈣的混合物)可以吸收水和二氧化碳.
(2)Fe
2O
3•nH
2O$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Fe
2O
3+nH
2O
【問題探究】同學(xué)們發(fā)現(xiàn)實驗室中有一保管不善的鐵粉,大部分已經(jīng)結(jié)塊成紅褐色,為了 探究鐵銹(Fe
2O
3•nH
2O)的組成,稱取 27g 這種部分銹蝕的鐵粉樣品(假 設(shè)不含其他雜質(zhì)),按如圖1所示裝置進(jìn)行實驗.
(1)實驗開始前,連接好儀器并檢查裝置的氣密性.
(2)實驗中觀察到 A 中的現(xiàn)象是固體逐漸變?yōu)楹谏;請指出該裝置中有一處明顯不足未進(jìn)行尾氣處理.
【數(shù)據(jù)處理】以下是 B、C 中質(zhì)量不再變化時 B 中濃硫酸、C 中堿石灰裝置質(zhì)量變化情況,以及 A 中固體質(zhì)量和加熱時間的關(guān)系圖(T
5 后 A 中固體質(zhì)量不再變化).
| 反應(yīng)前(g) | 反應(yīng)后(g) |
B | 100 | 105.4 |
C | 150 | 163.2 |
(3)裝置 C 的作用是吸收生成的二氧化碳.裝置 B 和 C 是否可以顛倒?否(填“是”或“否”). 寫出 T
3~T
4 時間段發(fā)生的化學(xué)方程式Fe
2O
3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO
2.
(4)n 的值為3.若沒有裝置 D,則 n 的值將偏。ㄌ睢捌蟆被颉捌 被颉盁o 影響”).
(5)關(guān)系圖中 m 的值為16.8.