Question

(10成都18)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）木炭呈塊狀，實(shí)驗(yàn)時(shí)要先將木炭研細(xì)，再與CuO粉末混合均勻后使用。這樣處理的目的是______________________________________
（3）酒精燈火焰處加有鐵絲網(wǎng)罩，其作用時(shí)_______________________
（4）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)。
【裝置改進(jìn)】
穩(wěn)定的高溫時(shí)本實(shí)驗(yàn)成果的關(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)酒精燈是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________________________________________________；

【實(shí)驗(yàn)研究】
分別稱取2g木炭與CuO的混合物，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CuO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	1′51″	1′43″	1′57″	1′51″	1′51″	1′53″	4′
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	表層銅珠較大，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Cu2O	主要產(chǎn)物是Cu2O

 
由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，影響實(shí)驗(yàn)的另一因素是______________________________；從產(chǎn)物分析，該反應(yīng)混合物的最佳比例范圍是_____________________；
【討論交流】
由于試管中有空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意：
混合物需進(jìn)行預(yù)熱，除了使試管受熱均勻外，目的是_______________________________；
不能把石灰水渾濁作為木炭跟CuO反應(yīng)的充分證據(jù)。因?yàn)樵嚬苤羞�可能發(fā)生反應(yīng)：
___________________________________（寫化學(xué)方程式）
【提出問題】關(guān)于影響該實(shí)驗(yàn)的因素，你認(rèn)為還可進(jìn)一步探究的問題         

Answer 1

（1）C+ 2CuO ^高溫2Cu + CO₂↑（2）增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分（3）使火焰更集中（4）否，與氧氣的接觸面積減少，不利于酒精燃燒 【實(shí)驗(yàn)研究】反應(yīng)物的比例  1：6至1：11
【討論交流】 防止發(fā)生爆炸  C+ CuO 高溫 Cu + CO↑ 反應(yīng)物的狀態(tài)與反應(yīng)溫度

分析：（1）根據(jù)所學(xué)知識(shí)直接寫出化學(xué)方程式；
（2）與反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
（3）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度；
（4）裝置改進(jìn)：
將臥式改為直立式，同時(shí)用火焰把試管包住會(huì)影響火焰與氧氣的接觸面積變小；
實(shí)驗(yàn)研究：
通過實(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，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得出該題答案，即反應(yīng)最完全的；
反思交流：
在碳和氧化銅反應(yīng)的過程中可能會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳有毒；
提出問題：
題目中驗(yàn)證的是反應(yīng)物的質(zhì)量比例，對(duì)于反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的形狀等都可能對(duì)反應(yīng)速率有影響．
解答：解：（1）直接寫出化學(xué)方程式為：C+2CuO^高溫2Cu+CO₂↑；
（2）與反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以把塊狀的木炭變成碳粉更利于反應(yīng)的進(jìn)行；
（3）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；
（4）裝置改進(jìn)：將臥式改為直立式，同時(shí)用火焰把試管包住會(huì)影響，鐵絲網(wǎng)形成一個(gè)類似煙囪的空腔，使空氣的對(duì)流加快，從而使燃燒更充分，火焰更穩(wěn)定．實(shí)驗(yàn)研究：
通過實(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，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得出該題答案，即反應(yīng)最充分的；
反思交流：
在碳和氧化銅反應(yīng)的過程中減少試管內(nèi)剩余空氣的量，降低氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響；
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)．反應(yīng)為：C+O₂ CO₂；
提出問題：
題目中驗(yàn)證的是反應(yīng)物的質(zhì)量比例，對(duì)于反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的形狀等都可能對(duì)反應(yīng)速率有影響；
故答案為：
（1）直接寫出化學(xué)方程式C+2CuO^高溫2Cu+CO₂↑；
（2）增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分；
（3）使火焰更集中，提升溫度；
（4）裝置改進(jìn)：是；與鐵絲網(wǎng)形成一個(gè)類似煙囪的空腔，使空氣的對(duì)流加快，從而使燃燒更充分，火焰更穩(wěn)定．
實(shí)驗(yàn)研究：反應(yīng)物的比例；1：10～1：11；
討論交流：減少試管內(nèi)剩余空氣的量，降低氧氣對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響； C+O₂ CO₂．
提出問題：反應(yīng)物的形狀（或反應(yīng)溫度）．