某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。

1. 某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物，按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行如下探究。

(1) （知识回忆）碳和氧化铜反应的化学方程式为 $\text{[math]}$ ，理论上碳和氧化铜的质量比为。

(2) （作出猜想）产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。

（实验探究）小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物（不考虑其中杂质），分别进行实验，部分实验现象记录如下：

实验序号1	m（C）：m（CuO）	实验后A处试管中固体颜色	C处导管口的现象
1	1：8	红色固体中有少量黑色固体	尾气燃烧
2	1：9	红色固体中有较少量黑色固体	尾气燃烧
3	1：10	红色固体中有很少量黑色固体	尾气不燃烧
4	1：11	红色固体中有极少量黑色固体
5	1：12	红色固体中无黑色固体	尾气不燃烧
6	1：13	红色固体中有较多黑色固体	尾气不燃烧

（交流讨论）

①推测实验4中“C处导管口的现象”是。

②上述探究可得出，实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比控制在1：10~1：12之间，可观察到黑色固体明显变红，同时还可减少（填化学式）排放，防止空气污染。

③检验实验6反应后A处试管中黑色固体物质，可滴加的试剂是，观察到的现象是。

(3) （反思评价）分析发现，实验5中m（C）：m（CuO）比值与理论值不符，实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因：（写一个即可）。

【考点】

碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验; 实验探究物质的性质或变化规律;

【答案】

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实验探究题困难

1. 某化学兴趣小组设计实验探究氢氧化钠的性质，请你参与他们的探究。

(1) （实验过程与分析）

	实验1	实验2
实验操作
实验现象		无明显现象
实验结论	氢氧化钠能与硫酸铜反应	氢氧化钠不与硫酸反应

请写出实验1的实验现象。

(2) （实验反思与拓展）

实验1发生反应的化学方程式为。

(3) 某同学认为实验2的结论不正确，他改进了该实验方案：先向氢氧化钠溶液中滴入几滴酚酞溶液并振荡，再滴入稀硫酸，观察到溶液由色变为无色，由此表明氢氧化钠与硫酸确实发生了反应，该反应的化学方程式为。

(4) 由实验2联想到：把二氧化碳通入氢氧化钠溶液中也没有明显现象，它们是否发生了化学反应呢？（本实验中忽略CO₂溶于水）

①甲同学设计了如图所示的实验方案，当通过胶头滴管滴加NaOH溶液时，观察到现象，说明两者发生了化学反应。

②乙同学重新设计实验方案：取NaOH溶液于试管中，通入少量CO₂ ，然后向所得溶液中加入足量稀盐酸，当观察到现象时，也能证明二氧化碳与氢氧化钠发生了化学反应。

实验探究题困难

2. 某化学兴趣小组用石灰石和盐酸制取一瓶CO₂ ，验满后，将澄清石灰水倒入集气瓶中，发现没有变浑浊。兴趣小组对这个异常现象进行了探究。

【提出问题】澄清石灰水为什么没有变浑浊？

【查阅资料】CO₂过量时，CaCO₃沉淀会转化为可溶于水的Ca(HCO₃)₂

AgCl不溶于稀硝酸

(1) 【提出猜想】I.石灰水已完全变质Ⅱ.Ⅲ.CO₂中混有HCl

(2) 【实验方案】兴趣小组用原药品继续制取CO₂ ，并进行探究。制备CO₂的化学方程式为。

步骤	实验操作	实验现象	结论及化学方程式
①	取少量澄清石灰水于试管中，加入溶液。	产生白色沉淀。	猜想I不成立。
②	将少量气体通入盛有澄清石灰水的试管中。		猜想Ⅱ不成立。
③	将气体通入盛有溶液的试管中，再加稀硝酸。		猜想Ⅲ成立。反应方程式为。

(3) 【实验结论】制取的CO₂气体中混入了HCl，所以澄清石灰水没有变浑浊。

【交流讨论】若要收集到纯净、干燥的CO₂ ，需将混合气体依次通入饱和 NaHCO₃溶液和。

(4) 【拓展思考】回忆课本中收集呼出气体的操作后，同学们尝试用排水法收集一瓶CO₂ ，倒入澄清石灰水后，石灰水变浑浊。你认为该实验成功的原因是（写一点）。

实验探究题困难

3. 为完成“研究钢铁防护的方法”的实践性作业，学习小组查得资料：钢铁膜化处理是钢铁防护的重要方法，其目的是在钢铁表面形成致密、均匀的保护膜。检验膜的抗腐蚀性能要做“滴铜实验”，即往钢铁表面滴加含硫酸铜的腐蚀剂，60s后钢铁表面才出现红色物质，表明抗腐蚀性能达标，且越迟出现红色物质的越好。请和小组同学使用某种膜化剂开展如下研究。

(1) I.验证膜的抗腐蚀性能

【实验1】将有膜化和未膜化的薄钢片分别进行滴铜实验，有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟。

出现红色物质的原因是（用化学方程式表示）。

(2) 有膜化的薄钢片出现红色物质的时间明显推迟，其原因是。

(3) Ⅱ.探究膜化条件对膜层外观的影响

【实验2】其他条件相同时，将薄钢片放入pH=3、不同温度的膜化剂中浸泡20min，观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下：

温度℃	50	60	70	80
膜层外观	粗糙	致密、均匀	致密、均匀	粗糙

【实验3】已知pH≥3.5时，膜化剂不稳定。其他条件相同时，将薄钢片放入60℃、不同pH的膜化剂中浸泡20min，观察钢片表面形成的膜层外观。结果如下：

pH	1.5	2.0	2.5	3.0
膜层外观	易脱落	粗糙	致密、均匀	致密、均匀

实验3的目的是。

(4) 根据实验2、实验3的结果，膜层外观符合要求的温度、pH的范围依次为、。

(5) Ⅲ.确定抗腐蚀性能较好的膜化条件

【实验4】依次选取实验2、实验3膜层外观符合要求的钢片进行对比实验，分别确定适宜的温度、pH。

实验4中，确定适宜温度的实验方案是。

(6) IV.实践反思

反思上述实践活动，提出一个关于钢铁膜化处理可进一步探究的问题。

答：。

实验探究题困难