Question

某研究性學習小組對炭粉與氧化銅反應產物中氣體的成分進行研究．
提出假設：該反應的氣體產物中有二氧化碳和其他氣體．
查閱資料：氮氣不能跟炭粉和氧化銅發生反應，也不跟石灰水反應，可用來隔絕氧氣．
設計方案：將一定量氧化銅在隔絕氧氣的條件下與過量炭粉充分反應．通過測定反應前后相關物質的質量進行判斷．
進行實驗：

操作步驟	實驗現象及分析
取1.6 g氧化銅與1 g炭粉均勻混合，放入質量為48.2 g的B裝置的玻璃管中．	--------------------------------
打開彈簧夾，往貯氣瓶A中注入水，將氮氣通入B裝置中．	①水應從______端注入（填“a”或“b”）．
先通一段時間氮氣．	②目的是______．
夾緊彈簧夾，用酒精噴燈加熱玻璃管內的混合物．	③玻璃管中的現象是______．
停止加熱，再通入一段時間氮氣．	④目的是______．
實驗完畢后，冷卻裝置至室溫，稱得B玻璃管及固體總質量為50.2 g，稱得C瓶中液體增重0.4 g．	⑤結論：原假設______ （填“成立”或“不成立”），理由是______（用計算式表示）．

Answer 1

【答案】分析：根據假設明確實驗的目的：檢驗炭粉與氧化銅反應的氣體產物中有二氧化碳和其他氣體；根據設計方案理解實驗的過程：將一定量氧化銅在隔絕氧氣的條件下與過量炭粉充分反應，生成的二氧化碳由足量的澄清石灰水吸收，通過測定反應前后玻璃管及澄清石灰水的質量進行判斷氣體的組成；根據操作步驟分析可能出現的實驗現象，最終運用所得實驗數據完成氣體組成的判斷．
解答：解：①b導管伸至貯氣瓶底部，水若從a導管進入，b導管很快就會被液封而無法排出瓶內氣體，因此水只能從b管注入；
②為防止炭粉與裝置內的空氣發生反應，需要先把裝置內空氣排盡，根據資料中氮氣的性質，通入的氮氣既可排盡裝置內的空氣又不影響實驗的測定結果；
③在加熱條件下，木炭與氧化銅反應生成銅和二氧化碳，因此玻璃管內可觀察到：黑色固體逐漸變為紅色；
④停止加熱，再通入一段時間氮氣，可使裝置內殘留的二氧化碳氣體全部被吸收，同時可以防止石灰水的倒吸及高溫下的銅、未反應的木炭粉被氧化成氧化銅、二氧化碳；
⑤C瓶澄清石灰水因吸收二氧化碳液體質量增大，因此C瓶中液體增重0.4 g即反應產生二氧化碳氣體質量為0.4g；玻璃管B內反應放出氣體而質量減小，玻璃管B減小的質量=1.6g+1g+48.2g-50.2g=0.6g；由于減小的質量0.6g大于吸收的二氧化碳質量0.4g，因此，可判斷反應放出的氣體并非全部為二氧化碳，還有其它的氣體；
故答案為：
①b
②排盡裝置中的空氣
③黑色固體逐漸變為紅色
④防止熾熱的銅被進入試管的氧氣氧化；防止液體倒吸；防止過量的炭被氧氣氧化；將生成的二氧化碳全部送入石灰水中．
⑤成立；1.6g+1g+48.2g＞50.2g+0.4g．
點評：根據題干文字及裝置圖的信息，明確實驗目的、理解實驗過程及實驗的操作方法，這是參與到探究過程中的方法和途徑．