Question

【題目】我國古代將爐甘石（主要成分：ZnCO3）、赤銅礦（主要成分：Cu2O）和木炭粉為原料制得黃銅（銅和鋅的合金，外觀似黃金），其生產(chǎn)流程如圖1：

回答下列問題：

（1）赤銅中主要成分Cu2O的銅元素的化合價為_____

（2）加熱時，發(fā)生的主要反應(yīng)化學(xué)方程式為：①ZnCO3ZnO+CO2↑；②2ZnO+C2Zn+CO2↑；③_____（赤銅和木炭粉反應(yīng)）

（3）某興趣小組同學(xué)對上述反應(yīng)生成的氣體A的成分進(jìn)行研究．

（提出問題）生成的氣體中是否含有一氧化碳？

興趣小組同學(xué)利用圖2所示的裝置進(jìn)行實驗，對生成的氣體成分進(jìn)行探究．

（實驗與討論）

①打開K，緩緩?fù)ㄈ敫稍锏牡獨庖欢螘r間．

②關(guān)閉K，加熱至一定溫度使玻璃管中的爐甘石、赤銅和木炭粉反應(yīng)，用氣囊收集氣體樣品．

③欲除去氣體樣品中的二氧化碳，并將剩余氣體收集在集氣瓶中，下列圖3裝置中最為合理的是_____．

（實驗求證）將除盡二氧化碳后的氣體樣品干燥，仍然用圖2所示的裝置進(jìn)行實驗，A中的固體應(yīng)選用_____，B中溶液為澄清石灰水，若A中黑色固體出現(xiàn)了紅色，B中澄清石灰水_____，其化學(xué)方程式為_____，可說明氣體樣品中含有一氧化碳．

（實驗反思）上述實驗中，若生成的氣體中含有一氧化碳，則反應(yīng)時消耗碳、氧元素的質(zhì)量比_____（填“大于”、“等于”或“小于”）3：8．

（4）另一興趣小組同學(xué)對上述反應(yīng)生成的固體成分進(jìn)行了研究．

①甲同學(xué)說是銅、鋅合金．乙同學(xué)說可能是金．

其他的同學(xué)否定了乙同學(xué)的猜測．其理由是_____．

②為測定該黃銅（銅、鋅合金）中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，某興趣小組取20g黃銅樣品放入盛有200g稀硫酸的燒杯中，恰好完全反應(yīng)，測得燒杯中剩余物質(zhì)的總質(zhì)量為219.8g，則：該黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____．（計算結(jié)果保留0.1%）

③有的興趣小組用圖4裝置測定黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．下列關(guān)于該實驗的說法正確的是_____

A．分液漏斗與試管間的橡膠管僅有使液體順利下滴的作用

B．若實驗中稀硫酸不足，可以拔下分液漏斗上方的橡皮塞添加

C．該測定還需要的數(shù)據(jù)是樣品質(zhì)量和此溫度、壓強下氫氣的密度

D．實驗結(jié)束時，需冷卻至室溫并將量氣管緩緩下移至兩側(cè)液面相平再讀數(shù)

（5）拓展延伸

①某化學(xué)小組用一定量AgNO3和Al（NO3）3的混合溶液加入銅粉和鋅粉，充分反應(yīng)后過濾，得到溶液甲和固體乙，如圖5所示，則：

a．溶液甲中一定含有Al（NO3）3和Zn（NO3）2

b．固體乙中一定含有Ag，可能含有Cu和Zn

c．若溶液甲是藍(lán)色，則溶液甲一定含有Al（NO3）3、Zn（NO3）2和Cu（NO3）2

d．向固體乙上滴加鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則溶液甲中一定沒有AgNO3和Cu（NO3）2

上述四種說法正確的個數(shù)為_____

A．1個 B．2個 C．3個 D．4個

②利用廢舊電池銅帽（含Cu、Zn）提取Cu，并得到ZnSO4溶液，主要流程如圖6，（已知：①反應(yīng)條件已略去；②2Cu+2H2SO4+O22CuSO4+2H2O）．

a．溶液A和固體C都含有_____兩種元素，過程Ⅱ、Ⅲ中的分離操作是_____．

b．請寫出步驟Ⅲ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：_____．

Answer 1

【答案】+1 2Cu2O+C4Cu+CO2↑ C 氧化銅 變渾濁 CO+CuOCu+CO2 大于 化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變 67.5% CD D 銅、鋅 過濾 Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑

【解析】

根據(jù)化合價規(guī)則、化學(xué)方程式的書寫；除去二氧化碳使用氫氧化鈉溶液，排水法收集氣體則水從長管排出；質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變；在金屬活動性順序中，位置在前的金屬能將位于其后的金屬從其鹽溶液中置換出來；不溶性固體和液體的分離方法解答即可。

（1）設(shè)Cu2O的銅元素的化合價為x，根據(jù)化合物中各元素化合價代數(shù)和為零，則有2x+（﹣2）＝0，x＝+1，故填：+1

（2）加熱時，氧化亞銅與碳高溫反應(yīng)生成銅和二氧化碳，故填：2Cu2O+C4Cu+CO2↑

（3）③欲除去氣體樣品中的二氧化碳，則需要通過氫氧化鈉溶液，要將剩余氣體收集在集氣瓶中，則溶液需要從長管排出，故圖3裝置中最為合理的是 C，故填：C

[實驗求證]A中黑色固體出現(xiàn)了紅色，說明A中的固體應(yīng)選用的是氧化銅，一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，則B中澄清石灰水變渾濁，其化學(xué)方程式為 CO+CuOCu+CO2，故填：氧化銅；變渾濁；CO+CuOCu+CO2

[實驗反思]

一氧化碳中碳、氧元素質(zhì)量比為3：4，二氧化碳中碳、氧元素質(zhì)量比為3：8，若生成的氣體中含有一氧化碳，則反應(yīng)時消耗碳、氧元素的質(zhì)量比大于3：8，故填：大于

（4）①根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，礦石中不含有金元素，故不可能生成金，故填：化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變

②鋅和稀硫酸反應(yīng)生成氫氣，銅不能，反應(yīng)前后質(zhì)量差即為生成氫氣的質(zhì)量，即產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量為：20g+200g﹣219.8g＝0.2g

設(shè)樣品中鋅的質(zhì)量為x

；x＝6.5g

故該黃銅樣品中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：；故填：67.5%

③用圖4裝置測定黃銅中銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)時，

A．分液漏斗與試管間的橡膠管除了使液體順利下滴的作用，還能起到密封的作用，說法錯誤；

B．若實驗中稀硫酸不足，不可以拔下分液漏斗上方的橡皮塞添加，這樣會造成裝置漏氣，說法錯誤；

C．該測定還需要的數(shù)據(jù)是樣品質(zhì)量和此溫度、壓強下氫氣的密度，說法正確；

D．實驗結(jié)束時，需冷卻至室溫并將量氣管緩緩下移至兩側(cè)液面相平再讀數(shù)，說法正確；故填：CD

（5）①某化學(xué)小組用一定量AgNO3和Al(NO3)3的混合溶液加入銅粉和鋅粉，鋅和銅排在鋁的后面，不能與硝酸鋁反應(yīng)，只能與硝酸銀反應(yīng)，而且是鋅先與硝酸銀反應(yīng)，

a．鋅先參與反應(yīng)，故溶液甲中一定含有Al(NO3)3和Zn(NO3)2，說法正確；

b．固體乙中一定含有Ag，可能含有Cu和Zn，說法正確；

c．若溶液甲是藍(lán)色，則溶液甲一定含有Al(NO3)3、Zn(NO3)2和Cu(NO3)2；說法正確；

d．向固體乙上滴加鹽酸有氣泡產(chǎn)生，則鋅剩余，則溶液甲中一定沒有AgNO3和Cu(NO3)2，說法正確；

故說法正確的個數(shù)為4個，故填：D

②

a．溶液A是硫酸鋅和硫酸銅，可能含有過量的硫酸，加入過量B（鋅）反應(yīng)，鋅和硫酸銅反應(yīng)得到銅，則固體C含有銅和過量的鋅，即A、C中都含有銅、鋅兩種元素，過程Ⅱ、Ⅲ中分離得到的是固體和液體，該分離操作是過濾，故填：過濾

b．步驟Ⅲ中鋅與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，銅與硫酸不反應(yīng)，則發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。故填：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑。