Question

【題目】碳還原氧化銅的實驗如圖1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。猜想③:________。

[設計方案]實驗裝置如圖2(濃硫酸具有吸水作用)。打開K,緩緩通人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(xiàn)象是_______。

（2）若B中無明顯實驗現(xiàn)象,D處氣體能被點燃,則猜想______(填序號)成立。

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(shù)據(jù):

	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)______(填“<”“=”或“>”)(m1-m2)。

（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】 CO和CO2 黑色固體變紅色 ① = 0.3g<m<0.6g 排出裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生危險，且防止空氣中成分干擾

【解析】

高溫的條件下，氧化銅和碳反應生成銅和二氧化碳。故答案為：；

[做出猜想]：碳燃燒產物可能是二氧化碳也可能是一氧化碳，則可以推測碳還原氧化銅生成的氣體可能全部是一氧化碳、全部是二氧化碳、一氧化碳和二氧化碳的混合物。故答案為：CO和CO2；

[設計方案]（1）實驗時，A處的氧化銅和碳反應生成銅和碳的氧化物。在A處能觀察到黑色的氧化銅逐漸變?yōu)榧t色。故答案為：黑色固體變紅；

（2）B中無明顯現(xiàn)象，則證明生成氣體中不含有二氧化碳。若D處氣體可以被點燃，則證明D處的氣體具有可燃性，則D處的氣體是一氧化碳。則該反應中只產生一氧化碳氣體，猜想①正確。故答案為：①；

（3）若猜想②成立，氧化銅中的氧元素和碳中的碳元素轉化為二氧化碳，被澄清的石灰水吸收。（m4-m3）是吸收二氧化碳的質量。（m1-m2）是氧化銅中氧元素和碳中碳元素的質量和。所以，若猜想②成立，則二者的質量相等，即（m4-m3）=（m1-m2）。故答案為：=；

（4）若猜想③成立。假設氧化銅全部轉化為銅，設4g氧化銅完全反應生成二氧化碳的需要碳的質量為x，完全反應生成一氧化碳需要碳的質量為y。

解得x=0.3g

解得y=0.6g

所以參加反應的碳的質量m的取值范圍是：0.3g＜m＜0.6g。故答案為：0.3g＜m＜0.6g；

[交流反思]實驗開始前緩緩通入氮氣的目的是為了排出裝置內的空氣，防止加熱時發(fā)生危險，防止空氣中的成分干擾實驗。故答案為：排出裝置中的空氣，防止加熱時發(fā)生危險，且防止空氣中成分干擾。