学习了金属的化学性质后,某兴趣小组进行了如下实验:将足量镁条加入到氯化铜溶液 中,观察到镁条表面有气泡产生,同时有红色固体附在镁条表面。
【提出问题】产生气体是什么物质? 有红色固体又是什么物质?
【查阅资料】在金属活动性顺序里,位于氢后面的金属Cu,在常温下虽然不能与稀盐酸、稀硫酸反应,但可以与稀硝酸反应,其化学方程式为:
3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO ↑ +4H2O
反应生成的NO是无色、难溶于水的气体,在常温下与空气中的O2迅速化合生成 N02,N02是红棕色、有刺激性气味的有毒气体。
【作出猜想】猜想一:气体可能是氢气、红色固体是金属氧化铁;猜想二:气体可能是氢气、 红色固体是金属铜;猜想三:气体可能是二氧化碳、红色固体是金属铜。
【交流讨论】大家思考后,一致认为猜想一和三不合理,其理由是_____________________。
【实验与结论】
实验步骤 | 现象 | 结论 |
(1)取少量红色固体于一支洁净的试管中,加入稀盐酸 | __________________________________ | 猜想一不成立 |
(2)①用尖嘴导管将气体导出并引燃,同时在上方放一块干冷的玻璃片 ②取少量红色固体于一支洁净的试管中,加入稀硝酸 | 该气体能燃烧,且玻璃片上有______出现 红色固体溶解,得到蓝色溶液同时看到试管上部有红棕色气体产生 | 猜想二成立 |
(1)用pH试纸测得氯化铜溶液pH约为4,说明氯化铜溶液中含有较多的________离子。
(2)取7.68g 红色固体,加入100g稀HNO3溶液,如恰好完全反应,计算生成NO的质量(化学方程式见上)和反应前稀HNO3溶液中溶质的质量分数。 (请写出计算过程)
【交流讨论】反应物中不含铁元素和碳元素,不符合质量守恒定律
【实验与结论】固体不溶解 水雾
【继续探究】(1) 氢 (2)2.4g 20.16%
题目分析:(1)【交流讨论】大家思考后,一致认为猜想一和三不合理,其理由是:反应物中不含铁元素和碳元素,不符合质量守恒定律
【实验与结论】(1)取少量红色固体于一试管中,加入稀盐酸,若固体不溶解,猜想一不成立
(2)因为猜想二成立,产生的气体是氢气,而氢气具有可燃性,燃烧的生成物是水,用尖嘴导管将气体导出并引燃,同时在上方放一块干冷的玻璃片水雾
【继续探究】(1)用pH试纸测得氯化铜溶液pH约为4,呈酸性,说明氯化铜溶液中含有较多的氢离子
(2)根据化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO ↑ +4H2O中Cu与HNO3、NO的质量关系,即可分别求出HNO3、NO的质量,进而可算反应前稀HNO3溶液中溶质的质量分数
解:设生成NO的质量为x,稀硝酸中溶质的质量为y
3Cu + 8HN03 Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H20
192 504 60
7.68g y x
192:60=7.68:x (0.5分) x=2.4g
192:504=7.68:y (0.5分) y=20.16g
20.16g/100g ×l00%==20.16%
答:生成NO的质量为2.4g,稀硝酸中溶质的质量分数为20.16%