Question

19．某課外活動(dòng)小組的同學(xué)將16克氧化銅和過(guò)量的炭粉均勻混合，用如圖1所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．圖中鐵架臺(tái)等裝置已略去．請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
（1）實(shí)驗(yàn)中最多能得到銅12.8克．

（2）同學(xué)們想通過(guò)測(cè)定消耗碳、氧元素的質(zhì)量和生成二氧化碳的質(zhì)量，以進(jìn)一步分析氧化銅和炭粉反應(yīng)產(chǎn)生的氣體除CO₂外是否還有其它產(chǎn)物．反應(yīng)一段時(shí)間后停止加熱，冷卻到室溫．反應(yīng)前．后測(cè)得的數(shù)據(jù)如下：

裝置	反應(yīng)前	反應(yīng)后
A	試管的質(zhì)量36.2 克 氧化銅和炭粉混合物的質(zhì)量20.0克	試管和固體物質(zhì)的質(zhì)量54.8 克
B	反應(yīng)后瓶?jī)?nèi)液體比反應(yīng)前增重1.1 克

分析數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，反應(yīng)中消耗碳和氧元素的質(zhì)量大于（填“大于”或“小于”或“等于”）生成二氧化碳的質(zhì)量．下列4項(xiàng)中跟這一結(jié)果有關(guān)的有哪幾項(xiàng)？AB．（填編號(hào)）
A．裝置中還有一部分CO₂未被NaOH溶液吸收
B．氧化銅和炭粉反應(yīng)產(chǎn)生的氣體除CO₂外還有CO
C．氧化銅和炭粉沒(méi)有完全反應(yīng)
D．該反應(yīng)不符合質(zhì)量守恒定律
（3）有同學(xué)認(rèn)為用圖2所示裝置C代替上面的裝置A，加熱前先通一會(huì)氣體X，停止加熱后再通一會(huì)該氣體，這樣可使實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)更能準(zhǔn)確的說(shuō)明問(wèn)題．你認(rèn)為在O₂、N₂和H₂三種氣體中，X應(yīng)選擇哪一種氣體？
N₂．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)氧化銅的質(zhì)量和化學(xué)方程式計(jì)算出銅的質(zhì)量；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律求出反應(yīng)前后的質(zhì)量差和1.1g比較進(jìn)行分析．
可從反應(yīng)條件及裝置中氣體是否被充分吸收角度進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)X是否參與反應(yīng)影響實(shí)驗(yàn)及安全性角度分析．

解答 解：（1）設(shè)實(shí)驗(yàn)中最多能得到銅的質(zhì)量為x．
根據(jù)2CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑
        160                 128
        16g                 x
列比例式為$\frac{160}{128}=\frac{16g}{x}$，解得x=12.8g，所以銅的質(zhì)量為12.8克．故答案為：12.8；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律知反應(yīng)前后的質(zhì)量差即為反應(yīng)的碳和氧的質(zhì)量，為56.8g-38.2g-20.0g=1.4g＞1.1g，說(shuō)明反應(yīng)中消耗碳和氧元素的質(zhì)量大于生成二氧化碳的質(zhì)量．主要原因是由于裝置的滯留的二氧化碳不能被吸收，同時(shí)反應(yīng)時(shí)還可能發(fā)生反應(yīng)C+CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑，部分碳沒(méi)有轉(zhuǎn)換為二氧化碳．故填：大于；AB．
（3）因?yàn)檠鯕庖�和碳發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后要和生成的銅反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；
氫氣具有可燃性，且不安全使用時(shí)必須驗(yàn)純，所以選氮?dú)�，故填：N₂．
故答案為：
（1）12.8；（2）大于；AB．（3）N₂．

點(diǎn)評(píng) ①熟練掌握實(shí)驗(yàn)技能，②靈活運(yùn)用質(zhì)量守恒定律，根據(jù)化學(xué)方程式的計(jì)算③掌握碳的化學(xué)性質(zhì)．