Question

【題目】學(xué)習(xí)了碳單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，知道碳與氧氣反應(yīng)能夠生成CO2或CO后，某學(xué)習(xí)小組同學(xué)聯(lián)想到木炭粉與氧化銅發(fā)生反應(yīng)可能有：①2CuO+C2Cu+CO2↑；②CuO+CCu+CO↑。他們想驗證自已的想法，請你同他們一起進行探究。

（猜想與假設(shè)）

木炭粉與氧化銅反應(yīng)生成的產(chǎn)物有三種可能：

（1）產(chǎn)物是銅和一氧化碳；

（2）產(chǎn)物是銅和二氧化碳；

（3）產(chǎn)物是____________________。

（設(shè)計方案）

（1）檢驗產(chǎn)物中是否有CO2的方法是_____________________（用化學(xué)方程式表示）。

（2）如何檢驗產(chǎn)物是否存在CO，學(xué)習(xí)小組同學(xué)找查了資料： CO的特征反應(yīng)是CO能使某種氯化鈀的黃色混合液變藍(lán)。

（實驗結(jié)論）設(shè)計的實驗裝置（如圖）

實驗報告：

實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①A中________________	①有銅生成
②B中黃色試紙變藍(lán)	②有______________生成
③C中_______________	③有CO2生成

（反思與評價）

（1）實驗結(jié)束時，為防止Cu被氧化，必須先停止加熱，待Cu冷卻后再將試管口的膠塞取下，因此，若沒有B瓶，可能導(dǎo)致的后果是__________________。

（2）從環(huán)保角度看，如圖裝置有缺陷，怎么辦？___________________。

（3）檢驗生成的氣體中是否含有CO，也可以將混合氣體通過灼熱的氧化銅粉末，看黑色固體是否會逐漸變紅，寫出相關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式_____________________。

（拓展與延伸）

（1）若采用如圖裝置代替圖中A裝置，既可排盡試管中的空氣，還可以將反應(yīng)產(chǎn)生的氣體趕出來，那么通入的“某氣體”是什么？________________________。

（2）假若24.4g木炭粉與氧化銅混合物充分反應(yīng)后，只生成二氧化碳?xì)怏w，且反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為20g。求剩余固體中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)__________________。

Answer 1

【答案】銅、一氧化碳和二氧化碳 黑色固體變紅 一氧化碳 澄清石灰水變渾濁 C中的石灰石倒流進入試管使試管炸裂 應(yīng)在C后增加尾氣處理裝置 氮氣 64%

【解析】

猜想與假設(shè)：

木炭粉與氧化銅反應(yīng)會生成銅和一氧化碳、或生成銅和二氧化碳，故木炭粉與氧化銅反應(yīng)生成的產(chǎn)物的第三種可能為：

（3）產(chǎn)物是銅、一氧化碳和二氧化碳。

設(shè)計方案：

（1）檢驗產(chǎn)物中是否有二氧化碳的方法是將生成的氣體通入澄清石灰水中，二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。

實驗結(jié)論：

實驗報告：

在高溫條件下，碳和黑色的氧化銅反應(yīng)生成紅色的銅和二氧化碳，一氧化碳能使某種氯化鈀的黃色混合液變藍(lán)，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故有：

實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
①A中黑色固體變紅	①有銅生成
②B中黃色試紙變藍(lán)	②有一氧化碳生成
③C中澄清石灰水變渾濁	③有CO2生成

反思與評價：

（1）實驗結(jié)束時，為防止Cu被氧化，必須先停止加熱，待Cu冷卻后再將試管口的膠塞取下，因此，若沒有B瓶，可能導(dǎo)致的后果是C中的石灰石倒流進入試管使試管炸裂。

（2）從環(huán)保角度看，如圖裝置有缺陷，應(yīng)在C后增加尾氣處理裝置。

（3）檢驗生成的氣體中是否含有CO，也可以將混合氣體通過灼熱的氧化銅粉末，看黑色固體是否會逐漸變紅，一氧化碳與灼熱的氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：。

拓展與延伸：

（1）若采用如圖裝置代替圖中A裝置，既可排盡試管中的空氣，還可以將反應(yīng)產(chǎn)生的氣體趕出來，那么通入的“某氣體”是氮氣，因為氮氣的化學(xué)性質(zhì)很不活潑，不與裝置中各藥品發(fā)生反應(yīng)。

（2）假若24.4g木炭粉與氧化銅混合物充分反應(yīng)后，只生成二氧化碳?xì)怏w，且反應(yīng)后剩余固體質(zhì)量為20g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，生成二氧化碳的質(zhì)量為24.4g-20g=4.4g，設(shè)生成銅的質(zhì)量為x，則

解得x=12.8g；

剩余固體中金屬銅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為。