Question

6．如图是木炭还原氧化铜的探究实验装置．
【提出问题】木炭还原氧化铜产生什么气体？
【提出猜想】产生的气体有三种情况：①CO；②CO₂；③CO、CO₂．
【设计方案】实验前后分别对试管和烧杯里的物质进行称量，数据设计如下：

称量对象	反应前质量	反应后质量	质量差
试管+固体混合物	M1	M2	△m1即（M1-M2）
烧杯+澄清石灰水	M3	M4	△m2即（M4-M3）

（1）若△m₂=0，说明反应产生的气体不能被澄清石灰水吸收，则猜想①成立．
（2）若猜想②正确，理论上△m₁与△m₂的关系是：△m₁=△m₂（填“＞”、“＜”或“=”）．
【实验并记录】实验得到的数据如下表：

称量对象	反应前质量	反应后质量	质量差
试管+固体混合物	69.89g	65.49g	△m1
烧杯+澄清石灰水	118.9g	122.6g	△m2

用以上实验数据分析，结果应该是猜想③成立．
同学们对CO产生的原因进行了分析：
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；反应方程式为C+CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑
②原因二：木炭和氧化铜在高温条件下反应中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应，产生了CO；反应方程式为CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
【反思与评价】经查阅资料知道：木炭还原氧化铜产生CO₂气体，反应化学方程式为：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
本次实验结果与资料显示不一致．对其可能原因有同学提出下列分析，其中合理的是ABCD．
A．装置漏气      B．生成的CO₂部分与过量的C反应生成了CO
C．澄清石灰水吸收CO₂效果不好    D．装置内还有CO₂气体未被吸收．
【定量分析】6克碳与一定质量的氧化铜恰好完全反应，生成的气体完全被足量的石灰水吸收，可得到沉淀多少克？100克．

Answer 1

分析 【提出猜想】木炭还原氧化铜产生什么气体应可能有：①CO；②CO₂；③CO和CO₂三种情况；
【实验并记录】根据实验数据得到分析作答；根据产生一氧化碳的原因的反应原理书写方程式；
【设计方案】（1）从CO不溶于水，CO₂溶于水考虑；
（2）从CO不溶于水，CO₂溶于水考虑；
【反思与评价】根据反应物、反应条件和生成物写出化学反应式；根据实验中可能发生的现象分析实验结果与资料显示不一致的原因；
【定量分析】根据质量守恒定律分析作答．．

解答 解：【提出猜想】木炭还原氧化铜产生什么气体应可能有：①CO；②CO₂；③CO和CO₂三种情况；
故答案为：CO、CO₂；
【设计方案】（1）因CO不溶于水，CO₂溶于水，△m₂=0，说明反应产生的气体不能被澄清石灰水吸收，是CO，所以猜想①成立；
故答案为：①；
（2）因CO不溶于水，CO₂溶于水，若猜想②正确，理论上△m₁与△m₂ 的关系是：△m₁=△m₂
故答案为：=；
【实验并记录】根据实验数据得到，△m₁=M₁-M₂=69.8g-65.4g=4.4g；△m₂=M₄-M₃=122.6g-118.9g=3.7g，△m₂≠0且△m₁≠△m₂，因此猜想①②均不正确，猜想③成立．
故答案为：③；
①原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；反应方程式为 C+CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑；
②原因二：木炭和氧化铜在高温条件下反应中的一种产物和反应物木炭又发生了化学反应，产生了CO；反应方程式为 CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
【反思与评价】反应物是碳和氧化铜，反应条件是高温，生成物是铜和二氧化碳，化学反应式是：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
本次实验结果与资料显示不一致．对其可能原因有同学提出下列分析，其中合理的是：
A、若装置漏气，对△m₁没有影响，但生成的CO₂部分漏出，造成△m₂偏低，故A选；
B、若生成的CO₂部分与过量的C反应生成了CO，会造成CO₂偏低，△m₂偏低，故B选；
C、若澄清石灰水吸收CO₂效果不好，会造成△m₂偏低，故C选；
D、若装置内还有CO₂气体未被吸收，会造成△m₂偏低，故D选．
故答案为：C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；ABCD．
【定量分析】设可得到沉淀质量为x，由C→CaCO₃知：在整个转化过程中，6份质量的C参加反应最后可得到100份质量的CaCO₃，所以，6克碳与一定质量的氧化铜恰好完全反应，生成的气体完全被足量的石灰水吸收，可得到沉淀100克．
故本题答案为：
【提出猜想】③CO、CO₂；
【设计方案】（1）①；（2）=；
【实验并记录】③； 
  原因一：C+CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑；
  原因二：CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
【反思与评价】C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；ABCD；
【定量分析】：100克．

点评 本题以实验探究的形式考查一氧化碳和二氧化碳的性质，同学们只有充分了解了它们的性质并能灵活运用才可做好此题．从此题也可以了解到基础知识的重要性，我们要学好基础，以不变应万变．