题目内容

【题目】为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件,用木炭粉和氧化铜的干燥混合物12.5g进行系列实验。

(查阅资料)①氧化铜(CuO)为黑色固体。

②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜;氧化亚铜为红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4═CuSO4+H2O+Cu。

(进行实验)

实验1:取一定量混合物,用如图所示装置进行多次试验,获得如下实验数据与现象。

序号

木炭粉与氧化铜的质量比

反应后物质的颜色、状态

1

1:9

红色固体有金属光泽

混有少量黑色物质

2

1:10

混有很少量黑色物质

3

1:11

混有极少量黑色物质

4

1:12

无黑色物质

5

1:13

混有较多黑色物质

(1)实验中,证明产生了CO2的现象是_____。

(2)该实验的结论是_____。

(反思与评价)

(3)实验2没有进行质量比为1:14的实验,理由是_____。

(4)为检验第4次实验的生成红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是_____。

【答案】澄清石灰水变浑浊 木炭与氧化铜质量比为1:12时恰好完全反应,因此木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1:12 木炭与氧化铜的质量比为1:13时,氧化铜已过量 稀硫酸

【解析】

(1)二氧化碳跟澄清石灰水中氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀,溶液变浑浊,二氧化碳可以使澄清石灰水变变浑浊,所以实验中,证明产生了CO2的现象是澄清石灰水变浑浊;

(2)实验2中碳的相对含量是逐渐减少,剩余黑色粉末减少,说明黑色粉末中有剩余的碳,而当木炭粉与氧化铜质量比1:12时,只有红色固体,说明碳与氧化铜恰好完全反应,当碳的含量继续减少时,不足以将氧化铜全部还原,又剩下了氧化铜的黑色粉末,因此可以看出木炭粉与氧化铜质量比1:12时,为两者最佳质量比,使反应物全部反应转化,原料利用率最高;

(3)从实验中现象,可以看出在木炭粉与氧化铜反应的质量比大于1:12时,木炭过量,小于1:12后,氧化铜过量,所以有木炭粉与氧化铜反应的质量比1:13的一组数据即可完成实验,不需要再增加1:14的实验;

(4)根据题目信息可知,氧化亚铜溶于稀硫酸生成蓝色硫酸铜,结合已有知识,铜与稀硫酸不反应,可以根据固体是否溶解,溶液是否变蓝,判断有无氧化亚铜的生成。

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