Question

1．某小組同學對木炭還原氧化銅實驗進行如下探究活動．
【實驗準備】
如圖是小組設計的實驗裝置．小芳提出用酒精燈加熱時，需在火焰處加一鐵絲網罩，其作用是使火焰集中以提高溫度．
【實驗探究】
該實驗成功與否的關鍵之一是木炭與氧化銅的質量比．
（1）在理論上，木炭與氧化銅充分反應的質量比是1：13.3，但實驗中木炭的用量比理論上要多，原因是管內氧氣要消耗木炭或生成的CO₂會與C 反應，所以實驗前要先打開K夾，通入一會兒干燥的氣體X后關閉K夾，再加熱．氣體X的化學式為N₂．
（2）炭與氧化銅的質量比不同，產生的實驗現(xiàn)象也不同．下面是炭與氧化銅不同質量比的實驗記錄：（均取2g）

木炭與氧化銅的質量比	1：7	1：11	1：13
實驗現(xiàn)象	紅熱，產生大量氣泡， 石灰水變渾濁	紅熱，產生大量氣泡， 石灰水變渾濁	偶爾紅熱，有氣泡， 石灰水變渾濁
實驗結果	表層銅珠較大，有較多 黑色粉末	亮紅色金屬光澤， 網狀銅塊	暗紅色層狀粉末里含 微細銅粒

分析上述實驗結果，可知反應混合物的最佳質量比為1：11．
（3）下面是某同學完成的木炭還原氧化銅的實驗得到的數(shù)據(jù)：

	反應前質量	反應后質量
硬質玻璃管+固體混合物/g	79.8	75.4
洗氣瓶+澄清石灰水/g	158.8	162.6

根據(jù)上述數(shù)據(jù)分析，該過程中產生的氣體是CO和CO₂．

Answer 1

分析 【實驗準備】根據(jù)木炭還原氧化銅的反應條件分析；
【實驗探究】（1）根據(jù)木炭會與氧氣和二氧化碳反應分析解答，為避免木炭與氧氣反應，可通入化學性質穩(wěn)定的氮氣將空氣排盡再加熱；
（2）根據(jù)根據(jù)實驗現(xiàn)象和結果分析最佳質量比；
（3）根據(jù)質量守恒定律：玻璃管和混合物減少的質量是生成的氣體的質量，洗氣瓶和澄清石灰水增加的質量是生成的二氧化碳的質量分析解答．

解答 解：【實驗準備】木炭還原氧化銅的條件是高溫，給酒精燈加網罩的目的是：集中火焰提高溫度；
【實驗探究】（1）在理論上，木炭與氧化銅充分反應的質量比是1：13.3，但實驗中木炭的用量比理論上要多，原因是木炭會與空氣中的氧氣反應、生成的二氧化碳在高溫條件下也會與木炭反應，所以實驗前要先打開K夾，通入一會兒干燥的化學性質穩(wěn)定的氮氣，大約將空氣排盡后關閉K夾，再加熱，盡量排除空氣中氧氣的干擾；
（2）通過實驗可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產物也不同，從實驗結果中可以得出當二者質量比是1：1時生成銅塊，生成的銅最純凈，所以該反應混合物的最佳比例是1：11；
（3）根據(jù)質量守恒定律：玻璃管和混合物減少的質量是生成的氣體的質量，為：79.8g-75.4g=4.4g，洗氣瓶和澄清石灰水增加的質量是生成的二氧化碳的質量，是：162.6g-158.8g=3.8g＜4.4g，說明還有木炭和二氧化碳反應生成的一氧化碳；
故答案為：【實驗準備】使火焰集中以提高溫度；
【實驗探究】（1）管內氧氣要消耗木炭或生成的CO₂會與C 反應；   N₂； （2）1：11；（3）CO和CO₂．

點評 本題主要通過對比實驗，及進行數(shù)據(jù)分析，注重考查學生的分析問題和解決問題的能力，掌握木炭還原氧化銅的實驗條件等知識，是解決問題的基礎．