Question

【題目】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所示實驗介紹這一知識。

（知識回顧）

（1）木炭與氧化銅反應的化學方程式是_____，此反應中還原劑為_____。

（2）圖Ⅰ中實驗現象為_____。

A ①中黑色粉末變成紅色

B ②中澄清的石灰水變渾濁

C ①中紅色粉末變成黑色

D 生成二氧化碳氣體

（3）圖Ⅰ與教材中的裝置還是略作了改進，實驗結束時，可先用彈簣夾夾緊橡皮管，再熄滅酒精燈，這樣做的目的除了防止石灰水倒吸入熱的試管，避免試管炸裂外，還可以防止_____。

（拓展研究）

為了提高成功率，某研究小組設計如圖Ⅱ方案進行實驗。

分別稱取2g木炭與CuO混合物，按每種比例重復實驗3次，記錄開始反應的時間及實驗現象，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″	2′21″	2′00″	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	表層銅球較大，出現未完全反應的木炭粉末				反應較完全，生成網狀銅塊	部分生成Cu2O	主要產物是Cu2O

（4）裝罩中酒精燈上的網罩作用是_____；

（5）由實驗數據分析，除溫度外，影響實驗結果的因素是_____；

（6）從產物分析，該反應混合物的最佳比例范圍是_____。

（裝置改進）

（7）由于試管中有空氣，實驗時應注意：

①混合物需進行預熱，除了使試管受熱均勻外，另外的目的是_____。

②從理論上講，并不能把石灰水變渾濁作為木炭跟CuO開始反應的充分證據。其理由是_____（用方程式表示）。

Answer 1

【答案】 碳 AB 銅被重新氧化 使火焰更集中并提高溫度 反應物的比例 1:10～1:11 減少試管內剩余空氣的量，降低氧氣對實驗的影響

【解析】

（1）根據碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳進行分析；

（2）根據碳還原氧化銅的實驗現象分析；

（3）根據銅和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅進行分析；

（4）根據加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度進行分析；

（5）根據通過實驗數據可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產物也不同；

（6）根據生成物分析，從實驗結果中可以得出該題答案；

（7）①根據試管內有空氣，空氣中的氧氣會消耗木炭進行分析；
②根據裝置內有空氣，在加熱時遇到木炭會生成二氧化碳進行分析。

（1）碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳，化學方程式為：，碳奪取氧化銅中的氧元素，生成二氧化碳，碳是還原劑；

（2）碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳，氧化銅是黑色粉末，銅的顏色是紅色，反應生成的二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁，故圖Ⅰ中碳還原氧化銅的實驗現象為：①中黑色粉末變成紅色；②中澄清的石灰水變渾濁；D選項生成二氧化碳氣體屬于實驗結論，故選項A和B 正確；

（3）銅和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅，所以除了防止石灰水倒吸入熱的試管，使試管炸裂外，還可以防止銅被重新氧化；

（4）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度，利于反應的進行；

（5）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，由實驗數據分析，影響實驗的另一因素是：反應物的比例；

（6）從實驗結果中可以得出：反應物的比例為1:10～1:11時，反應較完全，生成網狀銅塊，故該反應混合物的最佳比例范圍即反應最充分的是：1:10～1:11；

（7）①由于試管內有空氣，混合物需進行預熱，除了使試管均勻受熱外，目的是：減少試管內剩余空氣的量，降低氧氣對實驗的影響；

②由于裝置內有空氣，在加熱時遇到木炭會生成二氧化碳，所以不能把石灰水渾濁作為木炭跟CuO反應的充分證據，試管中還可能發生反應：碳和氧氣反應也會生成二氧化碳，反應的化學方程式為：。