题目内容
某化学活动兴趣小组的同学进行木炭还原CuO的探究实验，生成物是红色固体和无色气体．他们查阅资料后得知氧化亚铜（Cu2O）为红色固体，猜测反应物比例不同，产物也会不同．因此，生成物中有CO2、CO和Cu，固体还可能有Cu2O．又知Cu2O能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu．为此，请你和他们一起进行如下探究．（1）探究气体中是否有CO气体．甲同学设计的方案是：先将气体通过足量的NaOH溶液，干燥后再通过灼热的CuO，未反应完的气体直接排放到空气中．
①甲同学实验后如果有
②上述实验方案中可选用的一种气体干燥剂是
③甲同学设计的实验方案有无不足之处？若有，请你指出有何不良后果，并提出改进方案；若没有，该问不需作答．
（2）探究红色固体中是否有Cu2O．
①在如下方法中：a．上网查询 b．实验 c．请教老师
你认为最能解决实际问题的方法是
②请你设计一个简便的实验方案，检验红色固体中是否有Cu2O．
| 实验步骤 | |
| 实验现象与结论 | |
| 化学反应方程式 |
分析：本题属于科学探究题，甲同学设计的方案是：先将气体通过足量的NaOH溶液，干燥后再通过灼热的CuO，NaOH溶液是吸收二氧化碳的，灼热的CuO验证一氧化碳的．一氧化碳可以用浓硫酸、碱石灰等干燥剂干燥，用一氧化碳做还原剂一定要进行尾气处理，否则要污染空气．探究红色固体中是否有Cu2O，要进行实验探究，向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色，就证明有Cu2O存在，否则没有．为探究红色固体产物的组成及质量分数时，要根据化学方程式的计算进行讨论．
解答：解：（1）一氧化碳还原氧化铜会得到红色的铜，一氧化碳可以用浓硫酸干燥，用一氧化碳做还原剂一定要进行尾气处理，否则要污染空气．故答案为：红；浓硫酸；没有尾气处理装置．
（2）探究红色固体中是否有Cu2O，要进行实验探究因此选b，设计的实验方案是：向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色，就证明有Cu2O存在，否则没有．氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜和水和铜，要注意配平．故答案为：b；向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色；Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
（3）解：剩余固体呈红色（氧化铜全部被还原），剩余固体呈红色是Cu或Cu2O或其混合物
反应后气体：8.48g-6.72g=1.76g
设二氧化碳的质量为x
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
44 100
x 4g
解得：x=1.76g 所以，生成气体全部是CO2，无CO
所以，含C、O分别为：1.76g×
=0.48g，1.76g-0.48g=1.28g
根据C元素守恒，原物质中C为：0.48g 所以CuO：8.48g-0.48g=8g，其中含氧：8g×
=1.6g，Cu：8g-1.6g=6.4g＜6.72g
所以产物一定还有Cu2O，再根据O元素守恒cu2o中O为：1.6-1.28=0.32
所以，反应后Cu2O为：0.32g÷
=2.88g 质量分数Cu2O为：
×100%=42.9% Cu为：57.1%
故答案为：Cu2O为：42.9% Cu为：57.1%
（2）探究红色固体中是否有Cu2O，要进行实验探究因此选b，设计的实验方案是：向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色，就证明有Cu2O存在，否则没有．氧化亚铜和硫酸反应生成硫酸铜和水和铜，要注意配平．故答案为：b；向剩余固体中加入稀硫酸反应后，静置；溶液由无色变为蓝色；Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O
（3）解：剩余固体呈红色（氧化铜全部被还原），剩余固体呈红色是Cu或Cu2O或其混合物
反应后气体：8.48g-6.72g=1.76g
设二氧化碳的质量为x
Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O
44 100
x 4g
解得：x=1.76g 所以，生成气体全部是CO2，无CO
所以，含C、O分别为：1.76g×
| 12 |
| 44 |
根据C元素守恒，原物质中C为：0.48g 所以CuO：8.48g-0.48g=8g，其中含氧：8g×
| 16 |
| 80 |
所以产物一定还有Cu2O，再根据O元素守恒cu2o中O为：1.6-1.28=0.32
所以，反应后Cu2O为：0.32g÷
| 16 |
| 144 |
| 2.88g |
| 6.72g |
故答案为：Cu2O为：42.9% Cu为：57.1%
点评：本考点属于科学探究题，既有对实验方案的设计和评价，又有碳和一氧化碳的还原性、化学方程式的书写以及有关化学方程式的计算等．碳有两个化学性质：可燃性和还原性；一氧化碳的化学性质：可燃性、还原性和毒性．有关的实验设计也是中考的重要考查内容之一，特别是对实验方案的评价是一个重点也是一个难点，同学们应该认真掌握，综合应用．
练习册系列答案
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某化学活动兴趣小组的同学利用如图进行木炭还原CuO的探究实验．已知：C+2CuO
2Cu+CO2↑ C+CuO
Cu+CO↑
（1）该装置中试管口略向下倾斜的原因是： ；实验结束时，应 （填“先”或“后”）拔掉试管上的橡皮塞，原因是： ．
（2）有同学认为该装置a处可能有CO冒出，他的理由是 ．
由此，请你提出对上述C和CuO反应的装置的改进建议（只要求写两点） ； ．
（3）他们通过查阅资料后，得知氧化亚铜（Cu20）为红色固体．
①请从元素守恒和元素质量分数两个方面说明生成的红色固体中可能存在氧化亚铜的原因： 、 ．
②又知：Cu20能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu、H2O；Cu不能与常见的酸（HNO3除外）反应．请你设计一个简便的实验方案，证明红色固体中含有Cu2O．
（4）已知2Fe203+3C
4Fe十3CO2↑，
如果C的量少一些，还会发生如下反应：2Fe203+C
4FeO十CO2↑
①当碳与氧化铁的质量比为 时，氧化铁会被还原成氧化亚铁；
②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe203．
当催化剂中FeO与Fe203的质量之比为9：20时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为多少？（保留2位小数）
③以Fe203为原料制备上述催化剂，为制得这种活性最高的催化剂100g，应取Fe203粉末的质量多少克？
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（1）该装置中试管口略向下倾斜的原因是：
（2）有同学认为该装置a处可能有CO冒出，他的理由是
由此，请你提出对上述C和CuO反应的装置的改进建议（只要求写两点）
（3）他们通过查阅资料后，得知氧化亚铜（Cu20）为红色固体．
①请从元素守恒和元素质量分数两个方面说明生成的红色固体中可能存在氧化亚铜的原因：
②又知：Cu20能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu、H2O；Cu不能与常见的酸（HNO3除外）反应．请你设计一个简便的实验方案，证明红色固体中含有Cu2O．
| 实验步骤 | |
| 实验现象与结论 | |
| 化学反应方程式 |
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如果C的量少一些，还会发生如下反应：2Fe203+C
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①当碳与氧化铁的质量比为
②合成氨工业生产中所用的α-Fe催化剂的主要成分是FeO、Fe203．
当催化剂中FeO与Fe203的质量之比为9：20时，其催化活性最高，此时铁的氧化物混合物中铁的质量分数为多少？（保留2位小数）
③以Fe203为原料制备上述催化剂，为制得这种活性最高的催化剂100g，应取Fe203粉末的质量多少克？