木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。教材用如图1实验介绍这一知识。
(1)木炭与氧化铜反应的化学方程式是C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑C+2CuO 高温 2Cu+CO2↑。
(2)酒精灯火焰处加有铁丝网罩,其作用是使火焰更集中并提高温度使火焰更集中并提高温度。
(3)固定试管时,试管口要略向下倾斜,其目的是防止冷凝水倒流,炸裂试管防止冷凝水倒流,炸裂试管。
(4)图I与教材中的装置还是略作了改进,实验结束时,可先用弹簧夹夹紧橡皮管,再熄灭酒精灯,这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管,使试管炸裂外,还可以防止铜被重新氧化铜被重新氧化。
(5)为了提高成功率,某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验。
【实验研究】
分别称取2g木炭与CuO混合物,按每种比例重复实验3次。实验记录如下表:
总质量相同(2g)但木炭与CuO比例不同的实验对比表
高温
高温
比例 | 1:6 | 1:7 | 1:8 | 1:9 | 1:10~1:11 | 1:12 | 1:13 |
加热时间 | 1′51″ | 1′43″ | 1′57″ | 2′21″ | 2′00″ | 1′53″ | 4′ |
实验现象 | 红热,产生大量气泡,石灰水变浑浊 | 偶尔红热 气泡较少 |
|||||
实验结果 | 表层铜珠较大,出现未完全反应的黑色木炭粉且木炭含量越高黑色粉末越多 | 反应较完全生产亮红色网状铜块 | 部分生产 Cu2O |
主要产物 是Cu2O |
反应物的比例
反应物的比例
;从产物分析,该反应混合物的最佳比例范围是1:10~1:11
1:10~1:11
。【注意:若完成【装置与改进】和【交流与讨论同可奖励4分,化学试卷总分不超过60分。】
【装置改进】
稳定的高温是本实验成功的关键因素之一,实验装置也会影响加热的效率。图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置,实验时,将反应混合物夯实于底部,调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部。你认为该设计是否更好?
是
是
(填“是“或“否”);理由是反应物受热均匀,可获得持续的高温
反应物受热均匀,可获得持续的高温
。【交流讨论】
由于试管中有空气,实验时应注意:
①混合物需进行预热,除了使试管受热均匀外,另外的目的是
减少试管内剩余空气的量,降低氧气对实验的影响
减少试管内剩余空气的量,降低氧气对实验的影响
。②理论上讲并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟CuO开始反应的充分证据。其理由是
碳和氧气反应也会生成二氧化碳
碳和氧气反应也会生成二氧化碳
。
【考点】碳的化学性质.
【答案】C+2CuO 2Cu+CO2↑;使火焰更集中并提高温度;防止冷凝水倒流,炸裂试管;铜被重新氧化;反应物的比例;1:10~1:11;是;反应物受热均匀,可获得持续的高温;减少试管内剩余空气的量,降低氧气对实验的影响;碳和氧气反应也会生成二氧化碳
高温
【解答】
【点评】
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发布:2024/4/20 14:35:0组卷:284引用:4难度:0.5