Question

【题目】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Ⅰ实验介绍这一知识。

（1）.木炭与氧化铜反应的化学方程式是______。

（2）.酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是______。

（3）.固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是______。

（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______。

（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）但木炭与比例不同的实验对比表

比例	1:6	1:7	1:8	1:9	1:10~1:11	1:12	1:13
加热时间
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	表层铜球较大，出现未完全反应的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多				反应较完全，生成亮红色网状铜块	部分生成	主要产物是

由实验数据分析，除温度外，影响实验的因素是______；

从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是______。

（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试管底部，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？______（填“是”或“否”）；理由是______。

（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______。

②从理论上讲，并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟开始反应的充分证据。其理由是______。

Answer 1

【答案】 火焰集中，提高温度 防止试管口冷凝水回流到热的试管尾，炸裂试管 空气进入，使热的铜再次被氧化（说法合理即可） 混合物中木炭与氧化铜的比例 1:10～1:11 是 反应物受热均匀，并可获得持续高温 排出试管内的一部分空气 加热时木炭会与空气中的氧气反应，生成

【解析】

（1）碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：

（2）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度，利于反应的进行；

（3）固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是：防止试管口冷凝水回流到热的试管尾，炸裂试管；

（4）铜和氧气在加热的条件下生成氧化铜，所以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；

（5）

[实验研究]：通过实验可以看出氧化铜和碳粉的比例不同，得到产物也不同，由实验数据分析，影响实验的另一因素是：混合物中木炭与氧化铜的比例；从实验结果中可以得出该反应混合物的最佳比例范围即反应最充分的：1：10～1：11；

[装置改进] 将卧式改为直立式，同时用火焰把试管包住，火焰与试管底部的接触面积变大，可以充分利用燃烧产生的热量，使反应物受热均匀，可获得持续的高温，这种设计效果会更好；

[交流讨论]

①由于试管内有空气，混合物需进行预热，除了使试管均匀受热外，目的是：排出试管内的一部分空气；

②由于装置内有空气，在加热时遇到木炭会生成二氧化碳，所以不能把石灰水浑浊作为木炭跟CuO反应的充分证据，试管中还可能发生反应：碳和氧气反应也会生成二氧化碳。