为了探究金属活动性,将锌和铜分别放入稀硫酸中,铜不反应而锌的表面有气泡产生,写出锌和稀硫酸反应的化学方程式: ___ 。老师告诉学生,铜和浓硫酸在加热的条件下也能反应且产生气体。
(提出问题)铜与浓硫酸反应的生成物是什么?其中气体是什么?
(猜想假设)同学们对产生的气体作出了猜想。
猜想一:氢气;
猜想二:二氧化硫;
猜想三:氢气和二氧化硫的混合物。
(查阅资料)
( 1 )二氧化硫可以使品红溶液褪色,也能和碱性溶液反应
( 2 ) H 2 +CuO Cu+H 2 O
(实验探究)师生设计了如下装置进行实验(部分仪器省略),请完成下列表格。
主要实验步骤 | 主要现象 | 解释或结论 |
① 加热装置 A 一段时间 | 装置 B 中的现象是 _____ | 有二氧化硫生成 |
② 点燃装置 D 处酒精灯 | 装置 D 玻璃管中无明显现象 | 猜想 _____ 正确 |
③ 停止加热,将铜丝上提,向装置 A 中玻璃管鼓入空气 | / | / |
④ 冷却,将 A 中液体用水稀释 | A 中液体变为 _____ 色 | 有硫酸铜生成 |
(表达交流)
( 1 )在步骤 ③ 中,鼓入空气的目的是 _____ 。
( 2 )请完成铜与浓硫酸反应的化学方程式: Cu+2H 2 SO 4 (浓) CuSO 4 +SO 2 ↑+_____
(反思拓展)
( 1 )若将装置 A 中铜丝换成锌片,随着反应的进行,硫酸的浓度逐渐变小,装置 D 玻璃管中看到的现象是 _____ 。
( 2 )下列各组药品能够证明锌的活动性比铜强的是 _____ (填序号)。
① 锌、铜、稀盐酸 ② 锌、硫酸铜溶液 ③ 锌、铜、氯化镁溶液
Zn+H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +H 2 ↑ 品红溶液褪色; 二; 蓝 将装置 A 中生成的二氧化硫气体全部排出 2H 2 O 黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现 ①②
【分析】
根据锌与稀硫酸反应,生成硫酸锌和氢气,书写化学方程式;
【实验探究】根据二氧化硫可以使品红溶液褪色进行分析;根据氢气能还原氧化铜进行分析;根据硫酸铜溶液呈蓝色进行分析;
【表达交流】( 1 )根据装置的特点及实验目的,分析鼓入空气这一操作的目的;( 2 )根据质量守恒定律完成化学方程式;
【反思拓展】( 1 )根据氢气还原氧化铜的现象进行分析;( 2 )根据金属活动性顺序进行判断。
【详解】
锌与稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,反应的化学方程式为 Zn + H 2 SO 4 ═ZnSO 4 + H 2 ↑ ;
实验得出该反应有二氧化硫生成,根据资料中提供的信息,二氧化硫可以使品红溶液褪色,所以装置 B 中对应的现象是品红溶液褪色;装置 D 玻璃管中装有黑色的氧化铜粉末,在加热的条件下向其中通入气体,无明显现象,说明气体中无氢气,因此只有猜想二正确; A 试管中有硫酸铜生成,所以加水稀释后 A 中液体变为蓝色;
( 1 )在步骤 ③ 中,鼓入空气可将装置 A 中生成的二氧化硫气体全部排出;( 2 )根据质量守恒定律,反应前后原子的种类和个数不变,反应物中有 1 个铜原子、 4 个氢原子、 2 个硫原子、 8 个原子,生成物种现有 1 个铜原子、 2 个硫原子、 6 个氧原子,所以未知物应为 2H 2 O ;
( 1 )装置 A 中铜丝换成锌片,则锌与稀硫酸反应,生成氢气,装置 D 玻璃管中的氧化铜被还原,生成单质铜和水,看到的现象是黑色粉末变成红色,玻璃管内壁有水雾出现;( 2 ) ① 将锌、铜加入稀盐酸溶液中,锌反应有气泡冒出,铜不反应,无现象,说明铜位于氢的后面,锌位于氢的前面,能证明锌和铜的活动性强弱,故能达到目; ② 将锌放入硫酸铜溶液中,锌的表面置换出红色的铜,说明锌的活动性比铜强,故能达到目; ③ 将锌和铜分别放入氯化镁溶液中均无明显现象,无法比较锌和铜的金属活动性强弱,故不能达到目的。
【点睛】
本题为探究金属活动性顺序的应用的综合题,完成此题,要熟悉实验探究的一般过程,依据金属活动性顺序及其意义进行分析。
氧化铜自身具有氧化性,我们可以用氢气还原氧化铜。
灼热的氧化铜可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铜+X(氧化物)。
a)原理:H2 + CuOCu + H2O。
b)装置:
c)现象:试管中黑色粉末变成亮红色,试管口有液滴出现。
d)注意事项;
①试管口略向下,防止水分流入试管底部。
②先通氢气,排净小试管内的空气后再加热。
③黑色氧化铜全部转变为红色铜后,先移开酒精灯,继续
通氢气,待试管冷却至室温,方可移去导气管,停止通气。
原理 | H2+CuOH2O+Cu |
装置 | |
步骤 | ①先通氢气(直到盛氧化铜的试管内充满纯净的氢气) ②后点燃洒精灯加热 ③先熄灭洒精灯停止加热(当出现明显的实验现象后) ④后停止通氢气(等试管冷却后再停止) 简单记忆为“氢气早来晚走,酒精灯迟到早退” |
现象 | ①黑色氧化铜变成光亮红色 ②试管口处有小水珠 |
注意事项 | ①通氢气的导管必须伸入试管底部,保证与氧化铜充分反应 ②必须先通氢气后加热,否则可能会发生爆炸 ③停止加热后必须等试竹冷却后再停止通氢气,否则铜可能会重新被氧化 |
登录并加入会员可无限制查看知识点解析