Question

【題目】碳還原氧化銅的實驗裝置如圖甲、乙所示。甲圖中酒精燈上網罩的作用是___。

（提出問題）碳燃燒時可能生成CO2也可能生成CO2，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I:CO;

猜想Ⅱ：CO2;

猜想Ⅲ：___。

（設計方案）實驗裝置如圖乙所示。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，再通入一段時間氮氣。

方案一：從定性觀察角度判斷

（1）實驗時裝置A處的現象是_____。

（2）若B中無明顯現象，D處的氣體能點燃，則猜想___（填序號）成立。

方案二：從定量計算角度判斷：取一定量碳粉和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Ⅱ成立，則理論上（m4-m3）__（m1-m2）（填“>”“<”或“=”）。

（4）若猜想Ⅲ成立且CuO全部轉化成Cu，則參加反應的碳粉的質量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】集中火焰，提高溫度 CO和CO2 黑色粉末變為（光亮的）紅色 Ⅰ = 0.3g<m<0.6g 排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸，防止空氣中的成分干擾實驗

【解析】

酒精燈上的網罩可以集中火焰、提高溫度；

作出猜想：碳與氧化銅在高溫下反應生成二氧化碳，如果碳過量，碳會與二氧化碳在高溫的條件下反應生成一氧化碳，故碳與氧化銅反應生成的氣體可能是一氧化碳，還可能是二氧化碳，還可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物，故猜想Ⅲ：CO和CO2

設計方案：方案一：（1）碳與氧化銅在高溫的條件下反應生成銅和二氧化碳，碳和氧化銅是黑色的，銅是紅色的，故實驗時裝置A處的現象是黑色粉末變為（光亮的）紅色；

（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，若B中無明顯現象，說明無二氧化碳生成，一氧化碳具有可燃性，D處的氣體能點燃，說明生成了一氧化碳，故猜想Ⅰ成立；

方案二：（3）若猜想Ⅱ成立，說明反應生成的氣體是二氧化碳，，玻璃管中，反應前后，減少的質量，就是反應生成的二氧化碳的質量，二氧化碳能被澄清石灰水吸收，m4-m3即吸收的二氧化碳的質量，即碳與氧化銅在高溫下反應生成二氧化碳的質量，故理論上（m4-m3）=（m1-m2）；

（4）假設4g氧化銅與碳反應生成的氣體全部是二氧化碳，則這時消耗碳的質量為x

x= 0.3g

假設4g氧化銅與碳反應生成的氣體全部是一氧化碳，則這時消耗碳的質量為y

y=0.6g

猜想Ⅲ成立，說明生成的氣體是一氧化碳和二氧化碳的混合物，故參加反應的碳粉的質量m的取值范圍是：0.3g<m<0.6g；

交流反思：該反應可能生成一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空氣，遇高溫容易發生爆炸，故實驗開始前緩緩通入氮氣的目的是：排盡裝置內的空氣，防止加熱時發生爆炸，防止空氣中的成分干擾實驗。