某化学课外兴趣小组成员甲、乙、丙三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后,提出如下问题:“木炭与一氧化铅(化学式为PbO)反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗?”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究,并回答有关问题。
(1)[猜想]:甲同学认为:反应产生的气体全部为二氧化碳。
乙同学认为:反应产生的气体全部为一氧化碳。
丙同学认为:反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。
(2)[设计实验]:根据各自的猜想,他们共同设计了实验(如图示),(他们在实验中进行了规范操作和细致的观察)。
(3)[现象与结论]:(提示:CO会使新鲜鸡血变色)
如果甲同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是_____________________________ ;
如果乙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是_____________________________ ;
如果丙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是_____________________________ 。
(4)此实验装置有不足之处,请你对该装置进行改进,具体措施是_____________ 。
(5)根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe2O3的反应,请你归纳出单质碳的一项重要用途是_______________________________________ 。
(1)[猜想]:甲同学认为:反应产生的气体全部为二氧化碳。
乙同学认为:反应产生的气体全部为一氧化碳。
丙同学认为:反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。
(2)[设计实验]:根据各自的猜想,他们共同设计了实验(如图示),(他们在实验中进行了规范操作和细致的观察)。
(3)[现象与结论]:(提示:CO会使新鲜鸡血变色)
如果甲同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是
如果乙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是
如果丙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是
(4)此实验装置有不足之处,请你对该装置进行改进,具体措施是
(5)根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe2O3的反应,请你归纳出单质碳的一项重要用途是
更新时间:2017-12-08 15:37:41
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【推荐1】我国劳动人民早在五千年前就会使用木炭炼铜。在化学实验室里模拟炼铜,既可用传统的实验装置(图甲),又能用改进的微型实验装置(图乙)。某化学兴趣小组采用图乙装置,开展以下探究活动。
【提出问题】木炭与CuO反应所得的红色固体中含有什么物质?
【查阅资料】若木炭与CuO的反应进行得不彻底,产物中还有氧化亚铜(Cu2O)。
Cu2O是红色固体,能与稀硫酸反应(Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O)。铜不与稀硫酸发生反应。
【做出猜想】红色固体的成分:①全部是Cu;②全部是(Cu2O);③_____ 。
若猜想①成立,请写出木炭与氧化铜反应的化学方程式_____ 。
【实验探究】(1)取木炭、CuO两种黑色粉末适量均匀混合,然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内。
(2)按图乙连好实验装置,然后加热反应物2分钟后,黑色粉末出现红热现象,同时澄清的石灰水_____ ,此时停止加热。
(3)待玻璃管冷却后,提取里面的红色固体,进行如下表所示的实验验证:
【反思与评价】使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是_____ (写一条即可)。
【拓展】由上述探究可知,反应生成了Cu2O。请写出木炭与CuO反应生成固体中只有Cu2O的化学反应方程式_____ ;根据上述探究(3)的实验结果可知,2.88g红色固体中Cu2O的质量为_____ 。
【提出问题】木炭与CuO反应所得的红色固体中含有什么物质?
【查阅资料】若木炭与CuO的反应进行得不彻底,产物中还有氧化亚铜(Cu2O)。
Cu2O是红色固体,能与稀硫酸反应(Cu2O+H2SO4=Cu+CuSO4+H2O)。铜不与稀硫酸发生反应。
【做出猜想】红色固体的成分:①全部是Cu;②全部是(Cu2O);③
若猜想①成立,请写出木炭与氧化铜反应的化学方程式
【实验探究】(1)取木炭、CuO两种黑色粉末适量均匀混合,然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内。
(2)按图乙连好实验装置,然后加热反应物2分钟后,黑色粉末出现红热现象,同时澄清的石灰水
(3)待玻璃管冷却后,提取里面的红色固体,进行如下表所示的实验验证:
步骤 | 现象 | 结论 |
a.取2.88g红色固体装入试管中,滴入足量的稀硫酸,充分反应。 | 红色固体部分减少,溶液变为蓝色。 | 猜想 |
b.滤出试管中残留的红色固体,洗涤干燥,称其质量为2.08g | 猜想 |
【拓展】由上述探究可知,反应生成了Cu2O。请写出木炭与CuO反应生成固体中只有Cu2O的化学反应方程式
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科学探究题
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适中
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解题方法
【推荐2】小明和小东是某校化学研究性学习小组的成员,他们在查阅资料时,发现单质碳能够在高温时与金属氧化物反应得到金属单质并有气态物质生成,于是,他们用木炭与CuO进行了如下的探究活动。请你参与他们的这次活动,并解决相关问题:
【提出问题】木炭与氧化铜反应的气态生成物是什么?
【猜想与假设】(1)可能是CO。
(2)可能是CO2。
(3)可能是______ 。
【设计实验方案】设计的实验装置图如下:
(1)产生的CO2气体可通入澄清石灰水进行验证。
(2)为了检验CO,他们设计的方案是:把小动物放在收集的气体中,观察能否存活。后经充分研究后,认为此方案不可行,其不可行的理由是_______ 。
(3)他们在互联网上收集到这样一条信息:把滤纸浸泡在磷钼酸和氯化钯的黄色混合溶液中,制成的湿润的试纸遇CO立即变成蓝色,而遇CO2不变色。
【实验与结论】
【反思与评价】如果装置中的试管口高于试管底部,在实验过程中可能造成的后果是_______ 。
【提出问题】木炭与氧化铜反应的气态生成物是什么?
【猜想与假设】(1)可能是CO。
(2)可能是CO2。
(3)可能是
【设计实验方案】设计的实验装置图如下:
(1)产生的CO2气体可通入澄清石灰水进行验证。
(2)为了检验CO,他们设计的方案是:把小动物放在收集的气体中,观察能否存活。后经充分研究后,认为此方案不可行,其不可行的理由是
(3)他们在互联网上收集到这样一条信息:把滤纸浸泡在磷钼酸和氯化钯的黄色混合溶液中,制成的湿润的试纸遇CO立即变成蓝色,而遇CO2不变色。
【实验与结论】
实验现象 | 实验结论 |
A中固体由黑色变成红色 | 有 |
B中黄色试纸没有变蓝 | 没有 |
C中 | 有CO2生成 |
【反思与评价】如果装置中的试管口高于试管底部,在实验过程中可能造成的后果是
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科学探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐3】科技兴趣小组在做完木炭还原氧化铜的实验,装置如图所示:
【猜想假设】试管冷却后,同学们将试管中的固体取出,试管中固体可能是什么?
天宫同学猜想:固体物质是铜和氧化铜;
神舟同学猜想:固体物质是铜和木炭;
天舟同学猜想:固体物质是铜:
智慧的你猜想:固体物质是___________ ;
天舟同学猜想的理由:木炭和氧化铜在此条件下___________ 反应,生成固体铜。
【分析组成】同学们一致认为试管中固体一定有铜。原因是:铜是紫红色的固体,通过观察能够发现,固体一定有铜。还因为:铜是___________ ,所以铜一定存在。
天舟同学根据自己的猜想,绘制了在实验中“固体中氧元素质量随反应时间”的关系图像,如图所示,请选择你认为正确的关系图像是___________ 。
【反思评价】此次实验结束后同学们发现试管炸裂了,原因是实验结束后没有将导管从石灰水中取出就停止加热了,使试管内温度降低,压强变小,___________ ,在压强差的作用下,水沿导管倒流回热的试管底部,使试管炸裂。
【猜想假设】试管冷却后,同学们将试管中的固体取出,试管中固体可能是什么?
天宫同学猜想:固体物质是铜和氧化铜;
神舟同学猜想:固体物质是铜和木炭;
天舟同学猜想:固体物质是铜:
智慧的你猜想:固体物质是
天舟同学猜想的理由:木炭和氧化铜在此条件下
【分析组成】同学们一致认为试管中固体一定有铜。原因是:铜是紫红色的固体,通过观察能够发现,固体一定有铜。还因为:铜是
天舟同学根据自己的猜想,绘制了在实验中“固体中氧元素质量随反应时间”的关系图像,如图所示,请选择你认为正确的关系图像是
【反思评价】此次实验结束后同学们发现试管炸裂了,原因是实验结束后没有将导管从石灰水中取出就停止加热了,使试管内温度降低,压强变小,
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科学探究题
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适中
(0.65)
名校
【推荐1】某化学兴趣小组的同学设计了以下实验,探究教材实验6-2中“碳还原氧化铜”的最佳实验方法。
(1)实验原理:教材实验6-2中木炭和氧化铜反应的化学方程式为_______ 。
实验探究Ⅰ:化学兴趣小组的同学在查阅资料后提出了木炭粉和氧化铜的质量比、木炭的颗粒大小会影响实验效果。于是用教材实验装置再次进行了实验,根据实验现象对实验效果进行评分(评分越高,效果越好)。
(2)实验③中X:Y=______ 。
(3)为了得出木炭粉和氧化铜质量比为1:11时效果最好这一结论,下列关于实验组合的选择最合理的是______(填序号)。
组合一:①②③④组合二:①②⑦⑧组合三:⑤⑥⑦⑧
实验探究Ⅱ:木炭还原氧化铜后的气体产物。
【查阅资料】微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
为验证产生的气体是和CO的混合物,将气体产物进行如图操作:
(4)实验中观察到_______ 现象,则证明是和CO的混合气体。
实验探究Ⅲ:木炭还原氧化铜后的红色固体的成分。
【查阅资料】
①木炭还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜();
②Cu和均为不溶于水的红色固体;
③(的水溶液呈蓝色),Cu不与稀反应。
【猜想假设】
猜想1:红色固体中含有;
猜想2:红色固体中不含。
【实验探究】
(5)请完善下面表格。
【实验结论】猜想1成立。
(1)实验原理:教材实验6-2中木炭和氧化铜反应的化学方程式为
实验探究Ⅰ:化学兴趣小组的同学在查阅资料后提出了木炭粉和氧化铜的质量比、木炭的颗粒大小会影响实验效果。于是用教材实验装置再次进行了实验,根据实验现象对实验效果进行评分(评分越高,效果越好)。
实验组 | 第一组 | 第二组 | ||||||
实验序号 | ① | ② | ③ | ④ | ⑤ | ⑥ | ⑦ | ⑧ |
木炭粉和氧化铜的质量比 | 1:10 | 1:11 | X:Y | 1:13 | 1:10 | 1:11 | 1:12 | 1:13 |
木炭颗粒 | 细 | 细 | 细 | 细 | 极细 | 极细 | 极细 | 极细 |
实验效果评分 | 6.3 | 6.9 | 5.1 | 3.8 | 7.8 | 9.2 | 6.8 | 4.0 |
(2)实验③中X:Y=
(3)为了得出木炭粉和氧化铜质量比为1:11时效果最好这一结论,下列关于实验组合的选择最合理的是______(填序号)。
组合一:①②③④组合二:①②⑦⑧组合三:⑤⑥⑦⑧
A.只选组合一 | B.只选组合二 | C.只选组合三 | D.选组合一或组合三 |
实验探究Ⅱ:木炭还原氧化铜后的气体产物。
【查阅资料】微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。
为验证产生的气体是和CO的混合物,将气体产物进行如图操作:
(4)实验中观察到
实验探究Ⅲ:木炭还原氧化铜后的红色固体的成分。
【查阅资料】
①木炭还原氧化铜除生成铜外还可能生成氧化亚铜();
②Cu和均为不溶于水的红色固体;
③(的水溶液呈蓝色),Cu不与稀反应。
【猜想假设】
猜想1:红色固体中含有;
猜想2:红色固体中不含。
【实验探究】
(5)请完善下面表格。
实验操作 | 实验现象 |
取少量红色固体加入到足量 | 固体 |
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科学探究题
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐2】三聚氰胺(化学式为 C3H6N6)是一种重要的工业原料,同学们为探究三聚氰胺的制取原理设计了如下实验:
【查询资料】①工业上用尿素[CO(NH2)2]为反应物,以氧化铝为催化剂,在380℃的温度下,分解生成三聚氰胺和另外两种无色的混合气体,其中一种有强烈的刺激性气味;②NH3不会与石灰水反应。
【提出问题】上述混合气体的成份是什么呢?
【作出猜想】猜想 A:CO2和 NH3
猜想 B:O2和 NH3
【设计实验】甲乙同学分别设计如图的装置来验证混合气体(假设每一步都充分反应)
【实验现象】甲:澄清石灰水变浑浊,酚酞溶液无变化;
乙:酚酞溶液变成红色,且澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】(1)根据实验现象,可以判定猜想____ 成立;
(2)由甲、乙现象的对比还可证明 NH3具有的物理性质是__ ;
【实验反思】(3)奶粉中主要营养成分为蛋白质,目前检测蛋白质的主要手段是检测牛奶中的含氮量。若干年前, 某些不法分子往奶粉中添加三聚氰胺的目的就是提高奶粉中的含氮量,从而造成蛋白质含量合格的假象。试计算:合格牛奶的含氮量≥0.46%,向每桶重 1000g 含氮量为 0.36%的不合格牛奶中加入 6.3g 三聚氰胺后,该牛奶含氮量变为_______ 。这一做法严重影响了婴幼儿的健康,所以加强对食品安全的监管很重要。
【查询资料】①工业上用尿素[CO(NH2)2]为反应物,以氧化铝为催化剂,在380℃的温度下,分解生成三聚氰胺和另外两种无色的混合气体,其中一种有强烈的刺激性气味;②NH3不会与石灰水反应。
【提出问题】上述混合气体的成份是什么呢?
【作出猜想】猜想 A:CO2和 NH3
猜想 B:O2和 NH3
【设计实验】甲乙同学分别设计如图的装置来验证混合气体(假设每一步都充分反应)
【实验现象】甲:澄清石灰水变浑浊,酚酞溶液无变化;
乙:酚酞溶液变成红色,且澄清石灰水变浑浊。
【实验结论】(1)根据实验现象,可以判定猜想
(2)由甲、乙现象的对比还可证明 NH3具有的物理性质是
【实验反思】(3)奶粉中主要营养成分为蛋白质,目前检测蛋白质的主要手段是检测牛奶中的含氮量。若干年前, 某些不法分子往奶粉中添加三聚氰胺的目的就是提高奶粉中的含氮量,从而造成蛋白质含量合格的假象。试计算:合格牛奶的含氮量≥0.46%,向每桶重 1000g 含氮量为 0.36%的不合格牛奶中加入 6.3g 三聚氰胺后,该牛奶含氮量变为
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科学探究题
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适中
(0.65)
【推荐3】某校学习小组进行含氟牙膏是否能有效预防龋齿的实验探究。
信息:①蛋壳主要成分是CaCO3,其他成分对实验影响忽略不计。
②鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】(1)将新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中,可观察到鸡蛋表面产生气泡,检验产生气泡成分的方法是_____ (用化学方程式表示)。
【实验二】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿。
查资料知,含氟牙膏(含氟成分为NaF)可与蛋壳反应,在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为:CaCO3+2NaF=CaF2+Na2CO3
(2)按图一连接好装置,先检查装置气密性,方法是_____ ,再称取0.50g“牙膏处理过的蛋壳(用牙膏液浸泡、洗涤、晾干)”于锥形瓶中,用注射器抽取20mL稀盐酸(模拟形成龋齿的酸境),连接好装置,打开开关,将盐酸快速压入锥形瓶,关闭开关,测得压强随时间的变化如图二所示。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验。(注:不考虑加入液体造成的压强差)
(3)图二中x-y段压强增大的主要原因_____ 。用“未用牙膏处理的蛋壳”重复上述实验的作用是_____ 。
(4)根据实验二的数据分析,含氟牙膏_____ (填“能”或“不能”)预防龋齿,理由_____ 。
信息:①蛋壳主要成分是CaCO3,其他成分对实验影响忽略不计。
②鸡蛋壳与牙齿和含氟牙膏反应的化学原理相似。
【实验一】(1)将新鲜的鸡蛋放在盛有足量稀盐酸的烧杯中,可观察到鸡蛋表面产生气泡,检验产生气泡成分的方法是
【实验二】鸡蛋壳代替牙齿探究含氟牙膏能否预防龋齿。
查资料知,含氟牙膏(含氟成分为NaF)可与蛋壳反应,在表面生成氟化钙保护层。反应的化学方程式为:CaCO3+2NaF=CaF2+Na2CO3
(2)按图一连接好装置,先检查装置气密性,方法是
(3)图二中x-y段压强增大的主要原因
(4)根据实验二的数据分析,含氟牙膏
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适中
(0.65)
名校
解题方法
【推荐1】我们知道二氧化碳与水反应生成碳酸,那么二氧化硫与水是否也能反应生成一种酸呢?某实验小组对此进行探究,设计的探究过程如下。请你回答其中的有关问题:
【做出假设】二氧化硫能与水反应生成一种酸。
【查阅资料】①浓硫酸具有吸水性但不与SO2反应;②酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;
③二氧化硫有毒,能与氢氧化钠溶液反应。
【设计方案】先验证水能否使蓝色石蕊试纸变色,再验证二氧化硫气体能否使干燥的蓝色石蕊试纸变色,最后验证二氧化硫气体能否使湿润的蓝色石蕊试纸变红,实验装置和药品如图:
【实验探究】
①实验过程中装置C内石蕊试纸的颜色始终没有变化,这说明_______ 。
②装置D中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化硫气体生成之前滴到蓝色石蕊试纸上,未见试纸颜色发生变化,当有二氧化硫气体通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红。此现象说明_______ 、 _______ 。
③装置E的作用是_______ 。
【实验结论】原假设_______ (填“成立”或“不成立”)。
【做出假设】二氧化硫能与水反应生成一种酸。
【查阅资料】①浓硫酸具有吸水性但不与SO2反应;②酸能使湿润的蓝色石蕊试纸变红;
③二氧化硫有毒,能与氢氧化钠溶液反应。
【设计方案】先验证水能否使蓝色石蕊试纸变色,再验证二氧化硫气体能否使干燥的蓝色石蕊试纸变色,最后验证二氧化硫气体能否使湿润的蓝色石蕊试纸变红,实验装置和药品如图:
【实验探究】
①实验过程中装置C内石蕊试纸的颜色始终没有变化,这说明
②装置D中胶头滴管中的蒸馏水在二氧化硫气体生成之前滴到蓝色石蕊试纸上,未见试纸颜色发生变化,当有二氧化硫气体通过时发现湿润的蓝色石蕊试纸变红。此现象说明
③装置E的作用是
【实验结论】原假设
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科学探究题
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐2】研究性学习小组甲对教材实验结论“葡萄糖与新制氢氧化铜反应生成的红色沉淀是氧化亚铜(Cu2O)”提出质疑,他们认为红色沉淀不一定全是氧化亚铜。为了确定红色沉淀的成分,开展了如下研究:
【猜想】红色沉淀可能是①Cu2O ②Cu2O和_____ 的混合物
【资料】 氨气能还原氧化亚铜生成铜、氮气和水
【方案】 ①连好装置如图,检查装置气密性②准确称取28.8克的红色沉淀于玻璃管中
③先A处反应,通一段时间氨气后称量D质量为108.3克,④加热装置C
⑤待D中恒重为111.9克时,停止加热,继续通氨气直到装置C完全冷却。
(1)A处为用浓氨水与固体CaO接触,作用_____ 。
(2)停止加热,继续通氨气除了让生成的铜充分冷却,还有的一个作用为_____
(3)为防止未反应的氨气扩散到空气中,E处可以连接的装置为(液体均为稀硫酸,从下列选项中选择)___
【结论】(4)经计算得出,红色沉淀的成份为________ 。
【延伸】(5)有同学认为利用此实验装置还可以测定水中氢、氧元素的质量比,不过还需要测出一个数据,你认为要测出的数据为________ (从下列选项中选择)
A 实验所消耗的氨气质量 B B中干燥管中增加的质量 C 完全反应后玻璃管中固体质量
(6)下列情况会使测定水中氢、氧元素的质量比偏小的有________ (从下列选项中选择)
A 红色沉淀未完全反应 B 红色沉淀未完全干燥
C 实验中缺少B装置 D 实验结束后未等铜完全冷却就拆除装置.
【猜想】红色沉淀可能是①Cu2O ②Cu2O和
【资料】 氨气能还原氧化亚铜生成铜、氮气和水
【方案】 ①连好装置如图,检查装置气密性②准确称取28.8克的红色沉淀于玻璃管中
③先A处反应,通一段时间氨气后称量D质量为108.3克,④加热装置C
⑤待D中恒重为111.9克时,停止加热,继续通氨气直到装置C完全冷却。
(1)A处为用浓氨水与固体CaO接触,作用
(2)停止加热,继续通氨气除了让生成的铜充分冷却,还有的一个作用为
(3)为防止未反应的氨气扩散到空气中,E处可以连接的装置为(液体均为稀硫酸,从下列选项中选择)
【结论】(4)经计算得出,红色沉淀的成份为
【延伸】(5)有同学认为利用此实验装置还可以测定水中氢、氧元素的质量比,不过还需要测出一个数据,你认为要测出的数据为
A 实验所消耗的氨气质量 B B中干燥管中增加的质量 C 完全反应后玻璃管中固体质量
(6)下列情况会使测定水中氢、氧元素的质量比偏小的有
A 红色沉淀未完全反应 B 红色沉淀未完全干燥
C 实验中缺少B装置 D 实验结束后未等铜完全冷却就拆除装置.
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适中
(0.65)
解题方法
【推荐3】在浓硫酸的催化作用下,固体草酸(H2C2O4)受热分解生成碳的氧化物和水,某化学课外兴趣小组对生成物中碳的氧化物种类进行了如下实验探究:
【提出问题】生成物中有哪种碳的氧化物?
【猜测】
【设计实验】基于猜想3,依据CO和CO2的性质,兴趣小组同学设计了如下实验:
(1)观察到A装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解有___________ 气体生成;
(2)有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO:①C装置中澄清石灰水不变浑浊,F装置中___________ ;②E装置中出现___________ 的现象;
【实验结论】通过实验探究证明:猜想3成立,将草酸分解的化学方程式补充完整H2C2O4___________ 。
【问题讨论】
(1)将玻璃管末端制成玻璃球泡的目的是___________ 。
(2)装置末端酒精灯的作用是___________ 。
【提出问题】生成物中有哪种碳的氧化物?
【猜测】
猜想1 | 猜想2 | 猜想3 |
只有 | 只有CO2 | 含有CO和CO2 |
(1)观察到A装置(填字母)中的澄清石灰水变浑浊,证明草酸分解有
(2)有两种实验现象都能分别证明草酸分解的气体中含有CO:①C装置中澄清石灰水不变浑浊,F装置中
【实验结论】通过实验探究证明:猜想3成立,将草酸分解的化学方程式补充完整H2C2O4
【问题讨论】
(1)将玻璃管末端制成玻璃球泡的目的是
(2)装置末端酒精灯的作用是
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