Question

【題目】木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史。教材用如圖Ⅰ實(shí)驗(yàn)介紹這一知識(shí)。

（1）.木炭與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是______。

（2）.酒精燈火焰處加有鐵絲網(wǎng)罩，其作用是______。

（3）.固定試管時(shí)，試管口要略向下傾斜，其目的是______。

（4）.圖Ⅰ與教材中的裝置還是略作了改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，可先用彈簧夾夾緊橡皮管，再熄滅酒精燈，這樣做的目的除了防止石灰水倒吸入熱的試管，使試管炸裂外，還可以防止______。

（5）.為了提高成功率，某研究小組設(shè)計(jì)如圖Ⅱ方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（實(shí)驗(yàn)研究）

分別稱取2g木炭與混合物，按每種比例重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次。實(shí)驗(yàn)記錄如下表：

總質(zhì)量相同（2g）但木炭與比例不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)比表

比例	1:6	1:7	1:8	1:9	1:10~1:11	1:12	1:13
加熱時(shí)間
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	紅熱，產(chǎn)生大量氣泡，石灰水變渾濁						偶爾紅熱，氣泡較少
實(shí)驗(yàn)結(jié)果	表層銅球較大，出現(xiàn)未完全反應(yīng)的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多				反應(yīng)較完全，生成亮紅色網(wǎng)狀銅塊	部分生成	主要產(chǎn)物是

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，除溫度外，影響實(shí)驗(yàn)的因素是______；

從產(chǎn)物分析，該反應(yīng)混合物的最佳比例范圍是______。

（裝置改進(jìn)）

穩(wěn)定的高溫是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一，實(shí)驗(yàn)裝置也會(huì)影響加熱的效率。圖Ⅱ裝置將臥式裝置改為直立式裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將反應(yīng)混合物夯實(shí)于試管底部，調(diào)節(jié)酒精燈使外焰完全包圍試管的下部。你認(rèn)為該設(shè)計(jì)是否更好？______（填“是”或“否”）；理由是______。

（交流討論）

由于試管中有空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意：

①混合物需進(jìn)行預(yù)熱，除了使試管受熱均勻外，另外的目的是______。

②從理論上講，并不能把石灰水變渾濁作為木炭跟開始反應(yīng)的充分證據(jù)。其理由是______。

Answer 1

【答案】 火焰集中，提高溫度 防止試管口冷凝水回流到熱的試管尾，炸裂試管 空氣進(jìn)入，使熱的銅再次被氧化（說(shuō)法合理即可） 混合物中木炭與氧化銅的比例 1:10～1:11 是 反應(yīng)物受熱均勻，并可獲得持續(xù)高溫 排出試管內(nèi)的一部分空氣 加熱時(shí)木炭會(huì)與空氣中的氧氣反應(yīng)，生成

【解析】

（1）碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳，化學(xué)方程式為：

（2）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度，利于反應(yīng)的進(jìn)行；

（3）固定試管時(shí)，試管口要略向下傾斜，其目的是：防止試管口冷凝水回流到熱的試管尾，炸裂試管；

（4）銅和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅，所以除了防止石灰水倒吸入熱的試管，使試管炸裂外，還可以防止銅被重新氧化；

（5）

[實(shí)驗(yàn)研究]：通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產(chǎn)物也不同，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，影響實(shí)驗(yàn)的另一因素是：混合物中木炭與氧化銅的比例；從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得出該反應(yīng)混合物的最佳比例范圍即反應(yīng)最充分的：1：10～1：11；

[裝置改進(jìn)] 將臥式改為直立式，同時(shí)用火焰把試管包住，火焰與試管底部的接觸面積變大，可以充分利用燃燒產(chǎn)生的熱量，使反應(yīng)物受熱均勻，可獲得持續(xù)的高溫，這種設(shè)計(jì)效果會(huì)更好；

[交流討論]

①由于試管內(nèi)有空氣，混合物需進(jìn)行預(yù)熱，除了使試管均勻受熱外，目的是：排出試管內(nèi)的一部分空氣；

②由于裝置內(nèi)有空氣，在加熱時(shí)遇到木炭會(huì)生成二氧化碳，所以不能把石灰水渾濁作為木炭跟CuO反應(yīng)的充分證據(jù)，試管中還可能發(fā)生反應(yīng)：碳和氧氣反應(yīng)也會(huì)生成二氧化碳。