Question

【題目】碳還原氧化銅的實驗如圖所示。寫出該反應的化學方程式___________。

（提出問題）碳燃燒時可能生成 CO2 也可能生成 CO，那么碳與氧化 銅反應生成的氣體是否也有多種可能？

（作出猜想）猜想①：CO

猜想②：CO2

猜想③：___________。

（設計方案）實驗裝置如圖（濃硫酸具有吸水作用）。打開 K，緩緩通入干燥的氮氣一段時 間，關閉 K，點燃酒精噴燈和酒精燈，充分反應后，熄滅酒精噴燈和酒精燈，打開 K，再通 一段時間氮氣。

方案一：從定性觀察角度判斷

（1）實驗時 A 處的現象是___________。

（2）若猜想①成立，B、D 處的現象是___________（填序號）。

a．B 中變渾濁，D 處能點燃 b．B 中變渾濁，D 處不能點燃

c．B 中無明顯實驗現象，D 處能點燃 d．B 中無明顯實驗現象，D 處不能點燃

方案二：從定量計算角度判斷

取一定量炭粉和 4g 氧化銅的混合物進行實驗，并測定表格中的四個數據：

（3）若猜想②成立，則理論上（m4-m3）___________（m1-m2）（選填“<”、“>”或“=”）。

（4）若猜想③成立且 CuO 全部轉化成 Cu，則參加反應的碳的質量 m 的取值范圍是 ___________。

（交流反思）實驗開始前緩緩通入氮氣的目的是___________。

Answer 1

【答案】C+2CuO 2Cu+CO2↑ CO 和 CO2 A 中黑色固體逐漸變紅 c = 0.3g＜m＜0.6g 排出裝置內空氣，防止加熱時發生危險，防止空氣中成分干擾 A、B、C 的質 量變化。

【解析】

碳與氧化銅在高溫的條件下反應生成銅和二氧化碳，故反應的化學方程式寫為：C+2CuO 2Cu+CO2↑；

碳燃燒時可能生成 CO2 ，也可能生成 CO，則碳燃燒時也可能同時生成CO 和 CO2，故填CO 和 CO2；

裝置A中碳與氧化銅在高溫的條件下反應生成銅和二氧化碳，可觀察到的現象是A 中黑色固體逐漸變紅，故填A 中黑色固體逐漸變紅；

若猜想①成立，CO不與澄清石灰水反應，在D處CO被點燃，所以觀察到的現象是B 中無明顯實驗現象，D 處能點燃，故填c；

若猜想②成立，反應后生成的氣體只有CO2，則m4-m3是裝置B吸收的二氧化碳的質量，m1-m2是裝置A生成的二氧化碳的質量，理論上應該相同，故填=；

解：設氧化銅與碳反應生成一氧化碳消耗碳的質量為x

x 4g

12:80=x:4g

x=0.6g

設氧化銅與碳反應生成二氧化碳消耗碳的質量為y

12:160=y:4g

y=0.3g

參加反應的碳的質量 m 的取值范圍是0.3g＜m＜0.6g，故填0.3g＜m＜0.6g；

實驗開始前緩緩通入氮氣可以排出裝置內空氣，防止加熱時發生危險，同時防止空氣中成分CO2干擾 A、B、C 的質量變化，故填排出裝置內空氣，防止加熱時發生危險，防止空氣中成分干擾 A、B、C 的質量變化。