Question

15．用碳、一氧化碳还原氧化铜的仪器、装置如图．（连接装置的橡皮管省略）

请回答以下问题：
①一氧化碳还原氧化铜的实验中，除A装置外，还需选用的仪器、装置组合是DG（填字母），选用该仪器、装置的目的是导出CO₂和CO、检验CO₂，处理CO．
②碳还原氧化铜的实验中（将A中的酒精灯换成酒精喷灯），反应的化学方程式是2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
③用碳和一氧化碳还原氧化铜的两个实验中，装置A中观察到的现象是黑色固体逐渐变成红色．
④现有一包混有少量碳粉的氧化铜粉末，为了测定其碳粉的质量分数，称取m g样品
进行高温加热，实验过程中获取两组数据：
Ⅰ．反应前后仪器a中质量减少x g；
Ⅱ．吸收生成物的仪器中质量增加y g．
假设反应充分，称量准确，你认为应选择哪组数据进行计算会更为合理准确？你的理由是Ⅰ；Ⅱ中，反应生成的二氧化碳不能被全部吸收，请列出计算碳粉质量分数的式子$\frac{3x}{11m}$．（用m、x、y表示）．

Answer 1

分析 根据一氧化碳还原氧化铜的反应特点选择仪器装置，因为加热前要先通入一氧化碳，反应后还要继续通入一氧化碳，因此要有排出气体并处理未反应的一氧化碳的装置；
反应前后仪器a中减小的质量即为氧化铜和碳反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳质量可以计算碳的质量，进一步可以计算碳粉质量分数．

解答 解：①一氧化碳还原氧化铜时，除A装置外，还要选用通入气体和排出气体的装置，同时还有检验生成物和处理尾气的装置，符合要求的装置是DG．
故填：DG；导出CO₂ 和CO；检验CO₂，处理CO．
②高温条件下，碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式是：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
故填：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
③用碳和一氧化碳还原氧化铜的两个实验中，装置A中观察到的现象是：黑色固体逐渐变成红色．
故填：黑色固体逐渐变成红色．
④假设反应充分，称量准确，应选择Ⅰ组数据进行计算会更为合理准确，因为Ⅰ；Ⅱ中，反应生成的二氧化碳不能被全部吸收，导致计算结果不准确；
设碳的质量为z，
2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，
    12          44
    z           xg
$\frac{12}{z}$=$\frac{44}{xg}$，
z=$\frac{12xg}{44}$，
碳粉质量分数为：$\frac{12xg_{44}}{mg}$×100%=$\frac{3x}{11m}$，
故填：Ⅰ；Ⅱ中，反应生成的二氧化碳不能被全部吸收；$\frac{3x}{11m}$．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．