Question

【題目】碳還原氧化銅的實驗如右圖所示。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

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：

	反應前的質量	反應后的質量
A（玻璃管+固體）	m1	m2
B+C（廣口瓶+混合液）	m3	m4

（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+2CuO2Cu+CO2↑ CO和CO2 固體由黑色變成紅色 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

【解析】

高溫條件下，氧化銅和碳反應生成銅和二氧化碳，也可能生成銅和一氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；一氧化碳和空氣或要求混合達到爆炸極限時遇明火或加熱時會發生爆炸。

解：高溫條件下，氧化銅和碳反應生成銅和二氧化碳，該反應的化學方程式為：C+2CuO2Cu+CO2↑；

[作出猜想]根據題意，分析可知猜想①：CO；猜想②：CO2；猜想③：CO和CO2；

方案一：（1）實驗時A處的氧化銅和碳反應生成銅和碳的氧化物，黑色固體變紅色；

（2）若猜想①成立，一氧化碳不能和氫氧化鈣反應，B中無明顯實驗現象，一氧化碳燃燒生成二氧化碳，D處能點燃；

方案二：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：反應前的質量m1m3反應后的質量m2m4A（玻璃管+固體）B+C（廣口瓶+混合液）：

（3）若猜想②成立，氧化銅中的氧元素和碳中的碳元素轉化成二氧化碳，被澄清石灰水吸收，（m4-m3）是吸收的二氧化碳質量，（m1-m2）是氧化銅中碳元素和碳中碳元素的質量和，則理論上（m4-m3）=（m1-m2）；

（4）若猜想③成立且CuO全部轉化成Cu，設4g氧化銅完全反應生成二氧化碳質量為x，完全反應生成一氧化碳質量為y，

x=0.3g，

y=0.6g，則參加反應的碳的質量m的取值范圍是 0.3g＜m＜0.6g。

[交流反思]實驗開始前緩緩通入氮氣的目的是排出裝置內空氣，防止加熱時發生危險，防止空氣中成分干擾。