一碳化學(xué)是以分子中只含一個碳原子的化合物(如CO、CH4等)為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)。
(1)工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng),得到CO和H2,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+H2O 高溫 CO+3H2CH4+H2O 高溫 CO+3H2,得到的CO和H2的混合氣被稱為合成氣,合成氣在工業(yè)上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,還可用于冶煉某些金屬。
(2)某他學(xué)興趣小組的同學(xué)在實驗室模擬了合成氣的制備,并設(shè)計實驗驗證合成氣的還原性。
I.用甲烷和水蒸氣在高溫條件下反應(yīng)得到合成氣。根據(jù)(1)中所寫的化學(xué)方程式。合成氣中CO和H2的質(zhì)量比為14:314:3。
Ⅱ.用合成氣還原足量氧化銅。實驗裝置如圖所示:
【設(shè)計實驗步驟】
①連接好裝置并檢查氣密性。
②裝入藥品,通入一段時間合成氣。
③分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。
④緩緩?fù)ㄈ牒铣蓺?,加熱裝置C,使其充分反應(yīng)。
⑤停止加熱,繼續(xù)通入合成氣至恢復(fù)到室溫。
⑥再次分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。
【完善實驗設(shè)計】經(jīng)過討論同學(xué)們認(rèn)為,裝置E后還應(yīng)添加一個酒精燈,并在實驗步驟②②(填實驗步驟的序號)中點燃(點燃前應(yīng)對氣體驗純)。
】進(jìn)行實驗】該小組的同學(xué)按上述步驟進(jìn)行實驗,并記錄了實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù):
①裝置C中出現(xiàn)紅紅色物質(zhì)。
②稱量數(shù)據(jù)如表所示。
高溫
高溫
裝置D的質(zhì)量 | 裝置E的質(zhì)量 | |
反應(yīng)前 | 292.4g | 198.2g |
反應(yīng)后 | 296.0g | 201.5g |
①甲同學(xué)根據(jù)裝置C中的現(xiàn)象,認(rèn)為是合成氣中的CO和H2還原了CuO。
②乙同學(xué)通過對上表數(shù)據(jù)的分析,推測除了CO和H2以外,制得的合成氣中可能還有未反應(yīng)的CH4,且CH4也還原了CuO.試通過計算說明他的推測依據(jù)。
③丙同學(xué)提出,實驗步驟⑤中通入的氣體會帶走裝置E中的部分水蒸氣,使實驗產(chǎn)生誤差。你認(rèn)為該誤差對乙同學(xué)的推測結(jié)果是否有影響?
否
否
(選填“是”或“否”,并說明理由)。【拓展探究】該小組同學(xué)對于CH4是否真的能夠還原氧化銅提出了質(zhì)疑并進(jìn)行探究。
查閱資料:甲烷具有還原性,可以還原氧化銅,生成CO2和H2O;白色的無水硫酸銅遇水會變成藍(lán)色。
實驗設(shè)計:該小組同學(xué)擬用純凈的甲烷氣體和如下裝置進(jìn)行實驗。
①如圖裝置F中盛放的試劑名稱是
澄清石灰水
澄清石灰水
。②如圖裝置的正確連接順序是
HGFI
HGFI
(填字母,且每套裝置限用一次)。【實驗反思】除了可能是CH4也還原了CuO外,出現(xiàn)上表數(shù)據(jù)關(guān)系還可能是因為
:根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計算,碳?xì)湓刭|(zhì)量比是2:1,而根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,碳?xì)滟|(zhì)量比大于2:1.所以推測,可能是氫氣未反應(yīng)完,或生成的水未完全吸收。
:根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計算,碳?xì)湓刭|(zhì)量比是2:1,而根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,碳?xì)滟|(zhì)量比大于2:1.所以推測,可能是氫氣未反應(yīng)完,或生成的水未完全吸收。
(寫出一個原因,并說明理由)。【考點】氫氣還原氧化銅實驗;有關(guān)質(zhì)量守恒定律的計算;常見化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系;書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式;儀器的組裝順序;常見氣體的檢驗與除雜方法.
【答案】CH4+H2O CO+3H2;14:3;②;紅;否;澄清石灰水;HGFI;:根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式計算,碳?xì)湓刭|(zhì)量比是2:1,而根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,碳?xì)滟|(zhì)量比大于2:1.所以推測,可能是氫氣未反應(yīng)完,或生成的水未完全吸收。
高溫
【解答】
【點評】
聲明:本試題解析著作權(quán)屬菁優(yōu)網(wǎng)所有,未經(jīng)書面同意,不得復(fù)制發(fā)布。
發(fā)布:2024/4/20 14:35:0組卷:428引用:10難度:0.1
相似題
-
1.如圖是用于干燥純凈的氫氣還原氧化銅來測定銅的相對原子質(zhì)量的實驗裝置。
(1)指出圖中的一個錯誤
(2)實驗中進(jìn)行如下操作:①加熱 ②通入氫氣 ③停止通氫氣 ④停止加熱,則正確的操作順序應(yīng)該是(填序號)
(3)實驗中可觀察到的現(xiàn)象是
(4)若實驗數(shù)據(jù)如下:氧化銅質(zhì)量:Ag;生成銅的質(zhì)量:Bg.已知氧的相對原子質(zhì)量為16,則銅的相對原子質(zhì)量可表示為
(5)若實驗中氧化銅還沒有充分反應(yīng)就停止加熱,則銅的相對原子質(zhì)量發(fā)布:2024/11/24 8:0:2組卷:67引用:2難度:0.3 -
2.我國勞動人民早在五千年前就會使用木炭煉銅,在化學(xué)實驗室里模擬煉銅,既可用傳統(tǒng)的實驗裝置(見圖甲),又可用改進(jìn)的微型實驗裝置(見圖乙)?;瘜W(xué)興趣小組采用圖乙裝置,開展以下探究活動。
(1)寫出木炭與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式
(2)判斷木炭與氧化銅已經(jīng)發(fā)生反應(yīng)的依據(jù)是
(3)使用圖乙裝置與使用圖甲裝置相比,其優(yōu)點是
(4)用甲裝置進(jìn)行實驗,完畢后先停止加熱,可能引起的后果是發(fā)布:2024/8/9 8:0:9組卷:67引用:3難度:0.5 -
3.某同學(xué)在做氫氣還原氧化銅的實驗時,試管破裂了.請舉出三個可能導(dǎo)致試管破裂的原因:
(1)
(2)
(3)發(fā)布:2024/10/25 17:0:1組卷:20引用:1難度:0.5
把好題分享給你的好友吧~~