Question

木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史．教材用如圖I實驗介紹這一知識．

（1）木炭與氧化銅反應的化學方程式是

 

．
（2）木炭呈塊狀，實驗時要先將木炭研細，再與CuO粉末混合均勻后使用．這樣處理的目的是

 

．
（3）圖Ⅱ酒精燈火焰處加有鐵絲網罩，其作用時

 

．
（4）為了提高成功率，某研究小組設計如圖Ⅱ方案進行實驗．
裝置改進：
穩定的高溫是本實驗成功的關鍵因素之一，實驗裝置也會影響加熱的效率．圖Ⅱ裝置將臥式裝置改為直立式裝置．實驗時，將反應混合物夯實于試管底部，調節酒精燈使外焰完全包圍試管的下部．你認為該設計是否更好？

 

（填“是”或“否”）；理由是

 

；
實驗研究：
分別稱取2g木炭與CuO的混合物，按每種比例重復實驗3次．實驗記錄如下表：
總質量相同（2g）但木炭與CuO比例不同的實驗對比表

比例	1：6	1：7	1：8	1：9	1：10～1：11	1：12	1：13
加熱時間	1′51″	1′43″	1′57″	1′51″	1′51″	1′53″	4′
實驗現象	紅熱，產生大量氣泡，石灰水變渾濁						偶爾紅熱，氣泡較少
實驗結果	表層銅珠較大，出現未完全反應的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多				反應較完全，生成亮紅色網狀銅塊	部分生成Cu2O	主要產物是Cu2O

由實驗數據分析，影響實驗的另一因素是

 

；從產物分析，該反應混合物的最佳比例范圍是

 

．
反思交流：
交流中小敏認為裝置圖Ⅰ存在一定的問題，請你指出它的主要問題是

 

，改進的方法是

 

．
提出問題：關于影響該實驗的因素，你認為還可進一步探究的問題

 

．

Answer 1

分析：（1）直接寫出化學方程式
（2）與反應物的接觸面積越大，反應速率越快
（3）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度
（4）裝置改進：
將臥式改為直立式，同時用火焰把試管包住會影響，火焰與氧氣的接觸面積變小
實驗研究：
通過實驗可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產物也不同，從實驗結果中可以得出該題答案，即反應最完全的．
反思交流：
在碳和氧化銅反應的過程中可能會產生一氧化碳氣體，而一氧化碳有毒
提出問題：
題目中驗證的是反應物的質量比例，對于反應的溫度、反應的形狀等都可能對反應速率有影響

解答：解：（1）直接寫出化學方程式
（2）與反應物的接觸面積越大，反應速率越快，所以把塊狀的木炭變成碳粉更利于反應的進行
（3）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度，利于反應的進行
（4）裝置改進：將臥式改為直立式，同時用火焰把試管包住會影響，火焰與試管底部的接觸面積變大，可以充分利用燃燒產生的熱量；
實驗研究：
通過實驗可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產物也不同，從實驗結果中可以得出該題答案，即反應最充分的．
反思交流：
在碳和氧化銅反應的過程中可能會產生一氧化碳氣體，而一氧化碳有毒，會污染空氣，所以要在最后設置一個尾氣處理裝置．
提出問題：
題目中驗證的是反應物的質量比例，對于反應的溫度、反應的形狀等都可能對反應速率有影響
故答案為：
（1）直接寫出化學方程式C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑
（2）增大反應物的接觸面積，使反應更充分
（3）使火焰更集中
（4）裝置改進：是；提高熱效率，受熱更均勻
實驗研究：反應物的比例；1：10～1：11
反思交流：尾氣沒有處理，過程中可能產生的一氧化碳會污染環境；裝石灰水的試管加上雙孔橡皮塞，然后把尾氣燒掉（或把排出一氧化碳的導管放在酒精噴燈下點燃或用氣球收集起來．）
提出問題：反應物的形狀（或反應溫度）

點評：本題在考查“影響反應速率的因素”這個知識點時，采用了多個不同的例子，通過對比實驗，得到結果分析生成結論，注重考查學生的分析問題和解決問題的能力．