Question

某化學興趣小組的同學在做“木炭還原氧化銅”實驗時，進行如下探究，實驗裝置如圖甲所示（假設木炭粉中不含其它雜質）．

（1）剛開始預熱時，試管②中立即產生氣泡，但石灰水不變渾濁，原因是

開始排出的是試管內的空氣

；
（2）繼續加熱，觀察到試管②中澄清石灰水逐漸變渾濁，試管①中黑色粉末中出現紅色物質．請你寫出其中的一個化學方程式：

C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑（或CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O）

．
（3）充分反應后，觀察到試管①中的剩余固體中仍滲雜有少量黑色固體，為了確定該黑色固體的成分，同學們進行了如下探究活動，請你幫他們完成下表：

實驗步驟	實驗現象	實驗結論
取少量反應后的試管①中的固體于潔凈試管內，滴 入 稀硫酸 ，微熱．	無現象	該黑色固體是木炭
	黑色粉末溶解，溶液由無色逐漸變為藍色	該黑色固體是氧化銅

（4）有同學提出，圖甲所示該實驗裝置存在不足，并設計了圖乙所示實驗裝置替代圖甲中試管②部分．圖乙中氣球的作用是

收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染

；試管③的作用是

防倒吸

．

Answer 1

分析：（1）根據試管中有空氣，受熱時易膨脹分析；
（2）根據碳能與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，寫出反應的方程式；
（3）根據木炭、氧化銅與硫酸的反應分析；
（4）根據一氧化碳是對大氣有污染的氣體分析，加入試管③可以有效地防止倒吸．

解答：解：（1）由于試管中有空氣，受熱時易膨脹，所以，開始加熱時排出的時是試管中的空氣；
（2）在高溫時，碳能與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的方程式是：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）由于木炭不能與硫酸的反應、氧化銅與硫酸的反應．所以，為了確定該黑色固體的成分，同學們進行了如下探究活動為：取少量反應后的試管①中的固體于潔凈試管內，滴入稀硫酸，微熱．若無現象，則該黑色固體是木炭；若黑色粉末溶解，溶液由無色逐漸變為藍色，則該黑色固體是氧化銅；
（4）由于在高溫時，碳能與氧化銅反應中會產生一氧化碳，一氧化碳對大氣有污染．所以，圖乙中氣球的作用是：收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染．加入試管③可以有效地防止倒吸，防止試管炸裂．
故答為：（1）開始排出的是試管內的空氣，（2）C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑（或CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O）；（3）稀硫酸，黑色粉末溶解，溶液由無色逐漸變為藍色；（4）收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染，防倒吸．

點評：本題是對碳還原氧化銅的實驗和實驗操作的綜合考查，注意類似知識的遷移和靈活運用就能較快解答本題．