Question

【題目】學習了碳單質的化學性質，知道碳與氧氣反應能夠生成CO2或CO后，某學習小組同學聯想到木炭粉與氧化銅發生反應可能有：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）

木炭粉與氧化銅反應生成的產物有三種可能：

（1）產物是銅和一氧化碳；

（2）產物是銅和二氧化碳；

（3）產物是____________________。

（設計方案）

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

（2）如何檢驗產物是否存在CO，學習小組同學找查了資料： CO的特征反應是CO能使某種氯化鈀的黃色混合液變藍。

（實驗結論）設計的實驗裝置（如圖）

實驗報告：

實驗現象	實驗結論
①A中________________	①有銅生成
②B中黃色試紙變藍	②有______________生成
③C中_______________	③有CO2生成

（反思與評價）

（1）實驗結束時，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，可能導致的后果是__________________。

（2）從環保角度看，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，寫出相關反應的化學方程式_____________________。

（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，還可以將反應產生的氣體趕出來，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后，只生成二氧化碳氣體，且反應后剩余固體質量為20g。求剩余固體中金屬銅的質量分數__________________。

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 應在C后增加尾氣處理裝置 氮氣 64%

【解析】

猜想與假設：

木炭粉與氧化銅反應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生成的產物的第三種可能為：

（3）產物是銅、一氧化碳和二氧化碳。

設計方案：

（1）檢驗產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生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：。

實驗結論：

實驗報告：

在高溫條件下，碳和黑色的氧化銅反應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，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故有：

實驗現象	實驗結論
①A中黑色固體變紅	①有銅生成
②B中黃色試紙變藍	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）從環保角度看，如圖裝置有缺陷，應在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生成銅和二氧化碳，反應的化學方程式為：。

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，還可以將反應產生的氣體趕出來，那么通入的“某氣體”是氮氣，因為氮氣的化學性質很不活潑，不與裝置中各藥品發生反應。

（2）假若24.4g木炭粉與氧化銅混合物充分反應后，只生成二氧化碳氣體，且反應后剩余固體質量為20g，根據質量守恒定律，生成二氧化碳的質量為24.4g-20g=4.4g，設生成銅的質量為x，則

解得x=12.8g；

剩余固體中金屬銅的質量分數為。