Question

如圖所示的甲、乙兩裝置都可以用來進行木炭還原氧化銅的實驗，小剛同學選用甲裝置來進行實驗：
（1）在實驗過程中，W形管的左邊能觀察到的現象是______．
（2）小剛觀察到W形管右邊的澄清石灰水變渾濁，反應的化學方程式是______．
（3）實驗過程中，小剛發現W管右端的氣球鼓起來了，實驗結束冷卻到室溫后，氣球依然鼓著，他經過探究發現氣球中的氣體是二氧化碳和一氧化碳的混合物．小剛查閱資料得知：木炭和氧化銅高溫時也可以反應產生銅和一氧化碳，這個反應的化學方程式為______ Cu+CO

Answer 1

【答案】分析：本題可分為兩個部分，（1）-（5）為木炭還原氧化銅的問題，（6）在探究銅與硫酸的反應．
（1）根據已有木炭還原氧化銅的知識，對改進實驗的實驗現象進行預計；
（2）澄清石灰水變渾濁的解釋，要求寫出反應的化學方程式；
（3）根據所給信息，對反應的重新認識，寫出反應涉及的化學方程式并對比變化歸納變化的規律；
（4）對比兩套實驗裝置，找出改進后裝置的優點；
（5）根據還原出的銅的質量計算參加反應氧化銅的質量，可采取變化中銅元素守恒的方法解答；
（6）探究銅與稀硫酸的反應，對猜想的生成物進行實驗驗證，并對所做出的解釋進行評價．
解答：解：（1）木炭還原氧化銅，黑色氧化銅失氧生成紅色的單質銅，故答：黑色粉末逐漸變紅；
（2）反應生成的氣體二氧化碳通過澄清石灰水，與石灰水反應，故選CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）根據信息“木炭和氧化銅高溫時也可以反應產生銅和一氧化碳”，得知：木炭還原氧化銅還有可能發生生成銅和一氧化碳的反應，對比生成二氧化碳的反應，會發現兩個反應所需木炭的量是不同的．
故選C+CuOCu+CO，反應物的量；
（4）由于木炭還原氧化銅可能會生成有毒氣體CO，所以裝置乙因沒有處理尾氣的裝置，會在實驗過程中形成空氣污染，而裝置甲在導管口用氣球進行了收集處理．故答：防止污染；
（5）木炭還原出的銅全部來自于氧化物氧化銅，根據銅元素守恒可由還原所得銅的質量計算出所消耗氧化銅的質量，故答：設參加反應氧化銅的質量為x，
CuO-------Cu
80        64
x         8g
x=10g
（6）猜想所涉及的三種氣體中的元素H、O、S與硫酸的組成元素相同，可得知在進行猜想時依據的是反應前后元素種類不變．故答：根據質量守恒定律，硫酸中含有H、O、S元素；
設計檢驗氣體的實驗時，可根據猜想的三種氣體的性質不同，設計相應的性質實驗，逐一排除．故答：

實驗步驟	實驗操作	預期現象和結論
第一步	將生成的氣體通入澄清石灰水	若變渾濁，則氣體是二氧化硫 若未見渾濁，則不是二氧化硫
第二步	用燃著的木條伸向產生氣體的試管中	若木條燃燒的更旺，則氣體是氧氣，否則不是氧氣； 若氣體被點燃或聽到爆鳴聲，則是氫氣，否則不是氫氣

（說明：第一步和第二步可以顛倒）；
銅不能與稀硫酸反應，在加熱時稀硫酸蒸發掉水濃度增加形成濃硫酸，濃硫酸有很強的強化性，在加熱時與銅發生反應放出了氣體二氧化硫．故答：合理．
點評：本題是一個很復雜的問題，所涉及問題方方面面，在處理時要清楚地知道每個問題需要什么樣的知識來解答，才能從容作答．