Question

已知木炭粉（假設(shè)木炭粉中不含其他雜質(zhì)）可以和氧化銅發(fā)生反應，某興趣小組對該實驗進行了以下探究．

【實驗過程】將黑色粉末木炭粉與氧化銅均勻混合后裝入試管中，利用酒精噴燈進行加熱如圖a，結(jié)果一段時間后發(fā)現(xiàn)石灰水變渾濁，但倒出玻璃管中的粉末仍為黑色，對此同學們展開了討論，認為木炭沒有和氧化銅反應，石灰水變渾濁是因為木炭與試管中的空氣反應生成了二氧化碳，因此需對裝置進行改進．
【實驗改進】為了證實同學們的想法，把裝置改成如圖b（氫氧化鈉溶液用來吸收二氧化碳），在反應開始前先

 

后

 

，理由是

 

．試著寫出所通氣體的化學性質(zhì)

 

．（寫出一點即可）．
【數(shù)據(jù)記錄】

	硬質(zhì)玻璃管+粉末的質(zhì)量	試管+氫氧化鈉溶液的質(zhì)量
反應前	56克+18.40克	42克+18.30克
反應后	56克+17.68克	42克+18.74克

【分析數(shù)據(jù)】
①反應前后氫氧化鈉溶液質(zhì)量增加了，說明反應產(chǎn)生了

 

克的二氧化碳．
②請計算至少有多少摩爾的氧化銅反應生成了二氧化碳？（請根據(jù)化學方程式列式計算）
③反應前后硬質(zhì)玻璃管中粉末減少的質(zhì)量為0.72克，大于產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量，由此猜測，上述氣體產(chǎn)物的組成為

 

．
【反思】反應后倒出的粉末仍為黑色的原因可能是

 

，根據(jù)上述實驗結(jié)果，你認為實驗裝置b還需進一步完善的地方是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,碳的化學性質(zhì),根據(jù)化學反應方程式的計算

專題：科學探究

分析：【實驗改進】根據(jù)玻璃管中含有空氣中的氧氣能與碳反應可以通入氣體a排出分析回答；
①根據(jù)二氧化碳能與氫氧化鈉反應分析；
②根據(jù)木碳與氧化銅的反應計算分析；
③根據(jù)木炭與氧化銅的反應分析回答；
【反思】根據(jù)熱的銅能與氧氣反應、一氧化碳有毒等分析回答．

解答：解：【實驗改進】由于玻璃管中含有的空氣中氧氣能與碳反應，所以，在反應開始前先通入氣體a 后再加熱，理由是排凈玻璃管中的空氣，防止碳與氧氣反應．由此可知所通氣體的化學性質(zhì)是：化學性質(zhì)穩(wěn)定，不與碳、氧化銅、銅等物質(zhì)反應；
①由于二氧化碳能與氫氧化鈉反應生成了碳酸鈉和水，所以，反應產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量是：42克+18.74克-（42克+18.30克）=0.44g；
②二氧化碳的物質(zhì)的量為：

0.44g

44g/moL

=0.01mol；
設(shè)至少參加反應氧化銅的物質(zhì)的量是x
C+2CuO

△   .

2Cu+CO₂↑
  2mol          1mol
  x             0.01mol

2mol

1mol

=

x

0.01mol

  解得x=0.02mol
③由于反應前后硬質(zhì)玻璃管中粉末減少的質(zhì)量為0.72克，大于產(chǎn)生的二氧化碳的質(zhì)量，由此猜測，一部分碳與氧氣反應生成了一氧化銨，所以上述氣體產(chǎn)物的組成為二氧化碳和一氧化碳；
【反思】由于熱的銅能與氧氣反應．所以，反應后倒出的粉末仍為黑色的原因可能是：反應后沒有冷卻到室溫就倒出粉末，生成的銅重新被氧；由于該反應生成了一氧化碳有毒，能污染空氣，所以，實驗裝置b還需進一步完善的地方是：生成物中有一氧化碳產(chǎn)生，還需要尾氣處理．
故答為：【實驗改進】通入氣體a，加熱，排凈玻璃管中的空氣，防止碳與氧氣反應．化學性質(zhì)穩(wěn)定，不與碳、氧化銅、銅等物質(zhì)反應；①0.44；②0.02mol；③二氧化碳和一氧化碳；
【反思】反應后沒有冷卻到室溫就倒出粉末，生成的銅重新被氧化，生成物中有一氧化碳產(chǎn)生，還需要尾氣處理．

點評：要想解答好這類題目，首先，要理解和熟記碳、銅、一氧化碳等物質(zhì)的化學性質(zhì)，然后根據(jù)所給的問題情景按照題目要求進行認真地選擇或解答即可．