Question

下面是某學習小組在學習炭和氧化銅反應的探究過程，請你參與到里邊去：
（1）該小組同學用下圖裝置進行實驗，他們觀察到的現象是

 

．

（2）甲同學用表面燒黑的灼熱銅絲迅速插入裝置末端玻璃管內，發現表面燒黑的灼熱銅絲變紅色，該同學認為炭和氧化銅反應有氫氣生成使氧化銅還原，乙同學卻認為甲同學的說法不正確，
理由是

 

．你認為產生的氣體是

 

，該氣體與氧化銅反應的化學方程式是

 

，乙同學通過分析認為以上裝置還存在不足之處，改進的方法是

 

．
（3）乙同學發現試管中剩余固體中還含一些黑色粉末，下表是乙同學的探究過程，請你填寫表格中空白：
交流與反思：探究一的結論是否正確？

 

（填“是”或“否”），原因是

 

．

	猜想	操作	實驗現象	結論
探究一	猜想1黑色固體是炭	取少量反應后剩余固體于蒸發皿中，加熱．	試管中固體全部變黑	猜想1成立
探究二	猜想2黑色固體是氧化銅	取少量反應后剩余固體于試管中，向試管中加入足量稀硫酸	（1）_________ （2）_________	猜想2成立，反應的化學方程式是__________．

Answer 1

分析：根據一氧化碳還原氧化銅，生成紅色銅單質和二氧化碳．一氧化碳有毒，不溶于水，可燃．由信息一氧化碳和氧化銅反應不僅能生成銅和二氧化碳，還可能生成CO和Cu，從物質間能否完全反應考慮殘留固體成分．由銅、氧化銅、碳的性質區別設計實驗；從實驗的完整流程來判斷實驗設計是否合理．

解答：解：（1）反應的化學方程式為C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，根據物質的性質可知反應現象為黑色固體變紅色，澄清石灰水變渾濁．
（2）根據質量守恒定律，反應物中沒有H元素，所以生成物中也不可能有氫氣生成．
從碳的氧化物種類可知，碳反應得氧可能生成CO2和CO兩種，所以也有可能生成了CO，CO是有毒的氣體，尾氣必須處理，常用的方法是收集再利用或點燃法．
故答案為：
（1）黑色固體變紅色，澄清石灰水變渾濁．
（2）反應物炭和氧化銅沒有含氫元素，不可能產生含有氫元素的氫氣，一氧化碳（或CO），CO+CuO

高溫  .

Cu+CO₂
  在裝置的末端管口放一燃燒著的酒精燈．
（3）（交流反思）：否，剩余固體如果含氧化銅在空氣中加熱也變黑色．

	猜想	操作	實驗現象	結論
探究一	猜想1黑色固體是碳	取少量反應后剩余固體于蒸發皿中，加熱	蒸發皿中固體全部變黑	猜想1成立
探究二	猜想2黑色固體是氧化銅	取少量反應后剩 余固體于試管中，向試管中加入足量稀硫酸	（1）黑色固體全部溶解 （2）溶液變為藍色	猜想2成立，反應的化學方程式是 CuO+H2SO4═CuSO4+H2O

點評：本題考查了碳、一氧化碳還原氧化銅原理、實驗中的注意點如尾氣處理等．對最終產物成分的猜想和實驗設計學生的思維能力和解題能力要求較高．