Question

9．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1所示實驗介紹這一知識．

（1）木炭與氧化銅反應的化學方程式是C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
（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．這樣處理的目的是增大反應物的接觸面積，使反應更充分．
（3）為了提高成功率，某研究小組設計如圖2所示方案進行實驗．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2裝置將臥式試管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．你認為這樣做的理由是反應物受熱均勻，可獲得持續高溫．
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，還欲達到的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不能把石灰水變渾濁作為木炭跟CuO反應的充分證據．理由是碳和氧氣反應生成二氧化碳，也能使澄清的石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據木炭與氧化銅反應生成銅和二氧化碳直接寫出化學方程式進行解答；
（2）根據與反應物的接觸面積越大，反應速率越快進行解答；
（3）根據反應物受熱均勻，可獲得持續高溫解答；
①根據加熱還可以排凈試管內的空氣進行解答；②根據碳和氧氣反應生成二氧化碳進行解答；

解答 解：
（1）木炭與氧化銅反應，黑色固體變為紅色，澄清的石灰水變渾濁，生成銅和二氧化碳，化學方程式為：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（2）與反應物的接觸面積越大，反應速率越快，所以把塊狀的木炭變成碳粉更利于反應的進行；
（3）反應物受熱均勻，可獲得持續高溫；
①混合物需進行預熱，除了使試管受熱均勻外，還能達到的目的是排凈試管內的空氣；
②試管中還可能發生的反應是碳和氧氣反應生成二氧化碳，化學方程式：C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂；
故答案為：
（1）C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（2）增大反應物的接觸面積，使反應更充分；
（3）反應物受熱均勻，可獲得持續高溫；
①減少試管內剩余空氣的量，降低氧氣對實驗的影響；②碳和氧氣反應生成二氧化碳，也能使澄清的石灰水變渾濁

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．