Question

【題目】如圖是化學(xué)實(shí)驗(yàn)室用木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)裝置。

(1)實(shí)驗(yàn)中，小明同學(xué)用酒精燈給試管加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)紅色固體，但澄清石灰水變渾濁了，其原因是______(用化學(xué)方程式表示)。

小明同學(xué)考慮是否是酒精燈火焰的溫度不足以使木炭與氧化銅發(fā)生反應(yīng)，你的改進(jìn)措施是______。

(2)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)后，小明同學(xué)順利完成了該實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)出現(xiàn)紅色固體并產(chǎn)生了無(wú)色氣體，對(duì)于無(wú)色氣體的成分是什么，小紅同學(xué)提出了自己的猜想：

猜想I：只有CO；猜想Ⅱ：只有CO2；猜想Ⅲ：只有SO2；猜想Ⅳ：既有CO，又有CO2。

小山同學(xué)認(rèn)為猜想Ⅲ肯定不對(duì)，理由是______。

（查閱資料）浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇CO2無(wú)變化，但遇到微量CO會(huì)立即變成藍(lán)色。

（方案設(shè)計(jì)）通過(guò)上述資料和已有知識(shí)，小山設(shè)計(jì)用浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙和澄清的石灰水對(duì)木炭與氧化銅反應(yīng)生成的氣體進(jìn)行檢驗(yàn)。根據(jù)小山同學(xué)的設(shè)想，請(qǐng)你完成填空：

①若試紙不變色，石灰水變渾濁，則只有CO2；②若______，石灰水不變渾濁，則只有CO；③若試紙變藍(lán)色，石灰水______，則既有CO2，又有CO。

(3)聯(lián)想到碳和氧氣反應(yīng)可能生成兩種不同的物質(zhì)，小山同學(xué)認(rèn)為改變溫度、反應(yīng)物之間的質(zhì)量比可能會(huì)改變生成物的種類，于是他對(duì)試管內(nèi)出現(xiàn)的紅色固體的成分也產(chǎn)生了質(zhì)疑。

（查閱資料）

①初中常見的紅色物質(zhì)有：銅、紅磷、氧化鐵；②氧化亞銅(Cu2O)也是紅色固體，氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：；③按木炭的量不同，反應(yīng)順序是；；。

若實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)用N2將試管內(nèi)的空氣排盡，要確保反應(yīng)的生成物只有銅和二氧化碳，則理論上氧化銅和木炭的質(zhì)量比應(yīng)是______。

A 2：1 B 40：3 C 20：3 D 80：3

（若答對(duì)以下小題獎(jiǎng)勵(lì)4分，化學(xué)試卷總分不超過(guò)60分）

（實(shí)驗(yàn)反思）請(qǐng)你幫助小山同學(xué)確定木炭還原氧化銅后的紅色固體的成分，將你的兩種猜想填入下列橫線上。

猜想Ⅰ：銅；猜想Ⅱ：______；猜想Ⅲ：______。

若猜想I正確，請(qǐng)你設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案證明：______。

Answer 1

【答案】 在酒精燈火焰上罩一個(gè)銅絲網(wǎng)或?qū)⒕凭珶舾鼡Q為酒精噴燈 化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒(méi)有硫元素，所以生成的氣體中不可能有二氧化硫 試紙變藍(lán)色 變渾濁 B 氧化亞銅 銅和氧化亞銅 取少量固體置于燒杯中，加入足量稀硫酸，若觀察到溶液不變色，則固體是銅，即猜想Ⅰ成立

【解析】

用酒精燈給試管加熱時(shí)發(fā)現(xiàn)試管內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)紅色固體，但澄清石灰水變渾濁了，其原因是溫度較低，沒(méi)有達(dá)到碳與氧化銅反應(yīng)的溫度，但是碳與空氣中的氧氣反應(yīng)生成了二氧化碳；故填：；

提高火焰溫度可以在酒精燈火焰上罩一個(gè)銅絲網(wǎng)，作用是使火焰集中，提高火焰的溫度或?qū)⒕凭珶舾鼡Q為酒精噴燈；故填：在酒精燈火焰上罩一個(gè)銅絲網(wǎng)或?qū)⒕凭珶舾鼡Q為酒精噴燈；

由質(zhì)量守恒定律可知，化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒(méi)有硫元素，所以生成的氣體中不可能有二氧化硫；故填：化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中沒(méi)有硫元素，所以生成的氣體中不可能有二氧化硫；

[方案設(shè)計(jì)]

二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇一氧化碳變藍(lán)，若試紙不變色，石灰水變渾濁，則只有；若試紙變藍(lán)，石灰水不變渾濁，則只有CO；若試紙變藍(lán)，石灰水變渾濁，則既有CO又有故填：試紙變藍(lán)色；變渾濁；

要確保反應(yīng)的生成物只有銅和二氧化碳，由化學(xué)方程式可知，理論上氧化銅和木炭的質(zhì)量比應(yīng)是：：：3；故填：B；

由題干信息可知，氧化亞銅也是紅色固體，所以木炭還原氧化銅后的紅色固體的成分組成如下：銅或氧化亞銅或銅與氧化亞銅的混合物；

銅屬于不活潑的金屬，與稀硫酸不反應(yīng)，而由題干可知“氧化亞銅和稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式：”，所以可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證：

取少量固體置于燒杯中，加入足量稀硫酸，若觀察到溶液不變色，則固體是銅，即猜想Ⅰ成立；若溶液變成藍(lán)色，則猜想Ⅰ不成立；

故填：氧化亞銅；銅和氧化亞銅；取少量固體置于燒杯中，加入足量稀硫酸，若觀察到溶液不變色，則固體是銅，即猜想Ⅰ成立。