Question

【題目】碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲、乙所示。甲圖中酒精燈上網(wǎng)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(yīng)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(shè)計方案）實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示。打開K，緩緩?fù)ㄈ敫稍锏牡獨(dú)庖欢螘r間，關(guān)閉K，點(diǎn)燃酒精噴燈和酒精燈，充分反應(yīng)后，熄滅酒精噴燈和酒精燈，打開K，再通入一段時間氮?dú)狻?/span>

方案一：從定性觀察角度判斷

（1）實(shí)驗(yàn)時裝置A處的現(xiàn)象是_____。

（2）若B中無明顯現(xiàn)象，D處的氣體能點(diǎn)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測定表格中的四個數(shù)據(jù)：

	反應(yīng)前的質(zhì)量	反應(yīng)后的質(zhì)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(zhuǎn)化成Cu，則參加反應(yīng)的碳粉的質(zhì)量m的取值范圍是____。

（交流反思）實(shí)驗(yàn)開始前緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)獾哪康氖?/span>_______。

Answer 1

【答案】集中火焰，提高溫度 CO和CO2 黑色粉末變?yōu)椋ü饬恋模┘t色 Ⅰ = 0.3g<m<0.6g 排盡裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸，防止空氣中的成分干擾實(shí)驗(yàn)

【解析】

酒精燈上的網(wǎng)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(yīng)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(yīng)生成一氧化碳，故碳與氧化銅反應(yīng)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(shè)計方案：方案一：（1）碳與氧化銅在高溫的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，碳和氧化銅是黑色的，銅是紅色的，故實(shí)驗(yàn)時裝置A處的現(xiàn)象是黑色粉末變?yōu)椋ü饬恋模┘t色；

（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，若B中無明顯現(xiàn)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(diǎn)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(yīng)生成的氣體是二氧化碳，，玻璃管中，反應(yīng)前后，減少的質(zhì)量，就是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)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(zhì)量，即碳與氧化銅在高溫下反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，故理論上（m4-m3）=（m1-m2）；

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

x= 0.3g

假設(shè)4g氧化銅與碳反應(yīng)生成的氣體全部是一氧化碳，則這時消耗碳的質(zhì)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(yīng)的碳粉的質(zhì)量m的取值范圍是：0.3g<m<0.6g；

交流反思：該反應(yīng)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(fā)生爆炸，故實(shí)驗(yàn)開始前緩緩?fù)ㄈ氲獨(dú)獾哪康氖牵号疟M裝置內(nèi)的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸，防止空氣中的成分干擾實(shí)驗(yàn)。