Question

18．金属在人们的生活中作用巨大；兴趣小组的同学在实验室里围绕金属做了如下探究：
（一）甲组同学组装了如下实验装置，验证一氧化碳的部分性质并验证产物．实验时，在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验．

（1）B装置中发生反应的化学方程式为：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（2）实验过程中，C装置中的现象是澄清的石灰水变浑浊，D处点燃酒精灯的目的是防止有毒的一氧化碳逸散到空气中污染环境；
（3）下列对该实验的分析正确的是①④（选填编号）．
①．实验结束时应先熄灭B处酒精灯
②．C中增加的质量与B中固体减少的质量相等
③．反应开始后通入一氧化碳的质量等于C中增加的质量
④．反应结束后继续通入一氧化碳可防止C中液体被倒吸
（二）乙组同学取3根粗细、长度均相同的光亮细铁丝进行如图1所示实验：将其中两根分别盘成螺旋状，在每根铁丝一端系上粗铜丝，另一端系一根火柴杆，点燃火柴杆待快燃尽时，分别插入充满氧气的集气瓶中，观察到：Ⅰ、Ⅱ中铁丝都剧烈燃烧，且Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中的更剧烈；Ⅲ中铁丝没有燃烧：

（1）铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄，Ⅱ中铁丝燃烧比Ⅰ中更剧烈的原因是II中铁丝绕成螺旋状，与氧气接触面积增大，反应更充分；
（2）为什么Ⅲ中铁丝不能燃烧III中火柴在铁丝上方，火焰不能对铁丝充分加热，温度不能达到铁丝的着火点；
（三）丙组同学做了如图2所示实验，将包有样品的滤纸包用大头针固定在橡胶塞上，迅速塞紧，观察到量筒内水沿着细导管慢慢进入广口瓶（广口瓶容积为120mL，滤纸包体积忽略不计），当温度恢复至室温，且量筒内水面高度不变时读数（此时瓶内氧气含量近似为零），记录起始和最终量筒内液体体积的读数以及所需时间如下表：

序号	样　 品	量筒起始读数/mL	量筒最终读数/mL	所需时间/min
①	1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水	100	75.4	约120
②	1.0g铁粉、0.2g碳和10滴水和少量NaCl	100	75.4	约70
③	1g铁粉、10滴水	/	/	/

（1）实验①和②说明NaCl可以加快　（选填“加快”或“减慢”）铁锈蚀的速率；
（2）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响，则表中实验③所用的样品组成是1g铁粉、10滴水；
（3）该装置还可用于测量空气中氧气的含量，根据上述数据计算氧气的体积含量是20.5%；
㈣丁组同学向一定量的AgNO₃和Mg（NO₃）₂混合溶液加入铜粉和锌粉，充分反应后过滤洗涤，得到溶液甲和固体乙，向固体乙中加稀盐酸有气泡产生，则固体乙中含有的成分是Zn、Cu、Ag（用元素符号表示）．

Answer 1

分析 （一）根据已有的一氧化碳还原氧化铜的知识进行分析解答，一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，其中一氧化碳具有还原性；一氧化碳是有毒的气体，需要进行尾气处理，根据一氧化碳和氧化铜反应的注意事项以及物质的量的关系进行解答即可．
（二）（1）实验Ⅱ中铁丝绕成螺旋状，增大受热面积，反应更充分；
（2）实验Ⅲ中火柴在铁丝上方，热量散失，不能达到铁丝的着火点．
（三）（1）根据因为广口瓶中铁生锈，是铁和空气中的氧气反应，所以广口瓶中气体压强减小量筒中的水会进入广口瓶，根据所需时间长短进行分析；
（2）根据实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响并比较①方案中实验设计分析；
（3）通过空气体积的变化得出，空气中氧气的体积分数．
（四）根据金属的活动性进行分析判断．

解答 解：
（一）
（1）一氧化碳和氧化铜在加热是生成铜和二氧化碳，故B中的反应是CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，该反应中一氧化碳是还原剂，故填：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（2）一氧化碳还原氧化铜生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳是有毒的气体，点燃能防止有毒的一氧化碳排放到空气中污染环境，故填：澄清的石灰水变浑浊；防止有毒的一氧化碳逸散到空气中污染环境；
（3）①实验结束时应先熄灭B处酒精灯，正确；
②C中增加的质量是二氧化碳的质量，B中固体减小的质量是氧元素的质量，故质量不相等，错误；
③该反应前后都要通入一氧化碳，故反应开始后通入一氧化碳的质量不等于C中增加的质量，故错误；
④反应结束后继续通入一氧化碳的目的是防止铜被氧化，正确；
（二）
（1）铁丝在氧气中燃烧的化学方程式为：3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O₄；实验Ⅱ中铁丝绕成螺旋状，增大了接触和受热面积，反应更充分，因此铁丝燃烧更剧烈；
（2）实验Ⅲ中火柴在铁丝上方，用其火焰内焰对铁丝加热，内焰温度低，没有对铁丝充分预热，因此不能达到铁丝的着火点，铁丝不能燃烧；
（三）
（1））因为广口瓶中铁生锈所以广口瓶中气体压强减小所以量筒中的水会进入广口瓶，加入NaCl后所需时间缩短，故答案：加快；
（2）实验①和③是探究碳对铁锈蚀速率的影响并比较①方案中实验设计，控制铁和水的用量相同不加碳进行即可．
故答案为：

③

1g铁粉、10滴水

（3）因为量筒内液体减少的体积即为广口瓶内所含有的全部氧气的体积，所以氧气的体积含量是$\frac{100mL-75.4mL}{120mL}$×100%=20.5%，该实验结果出现误差的原因滤纸包占有一定体积．
（四）根据金属活动性Mg＞Zn＞Cu＞Ag，固体乙中加稀盐酸有气泡产生，说明固体中含有锌，说明锌粉过量，则由此可判断溶液甲中不会有铜离子和银离子，全部被置换出来，则固体乙中含有的成分是Zn、Cu、Ag．
答案：
（一）（1）CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（2）澄清的石灰水变浑浊；防止有毒的一氧化碳逸散到空气中污染环境；
（3）①④；
（二）（1）3Fe+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$Fe₃O_4； II中铁丝绕成螺旋状，与氧气接触面积增大，反应更充分
（2）III中火柴在铁丝上方，火焰不能对铁丝充分加热，温度不能达到铁丝的着火点；
（三）（1）加快；（2）1g铁粉和10滴水；（3）20.5．
（四）Zn、Cu、Ag．

点评 本题难度不大，考查的是一氧化碳还原氧化铜的知识，完成此题，可以依据已有的知识结合物质的性质进行．掌握铁丝在氧气中燃烧实验的正确操作和注意事项是正确解答本题的关键，难度不大．考查了金属生锈的条件的探究方面的内容，注重控制变量法做好对比实验是解答这类题的关键．