Question

19．某课外活动小组的同学将16克氧化铜和过量的炭粉均匀混合，用如图1所示装置进行实验．图中铁架台等装置已略去．请回答有关问题：
（1）实验中最多能得到铜12.8克．

（2）同学们想通过测定消耗碳、氧元素的质量和生成二氧化碳的质量，以进一步分析氧化铜和炭粉反应产生的气体除CO₂外是否还有其它产物．反应一段时间后停止加热，冷却到室温．反应前．后测得的数据如下：

装置	反应前	反应后
A	试管的质量36.2 克 氧化铜和炭粉混合物的质量20.0克	试管和固体物质的质量54.8 克
B	反应后瓶内液体比反应前增重1.1 克

分析数据发现，反应中消耗碳和氧元素的质量大于（填“大于”或“小于”或“等于”）生成二氧化碳的质量．下列4项中跟这一结果有关的有哪几项？AB．（填编号）
A．装置中还有一部分CO₂未被NaOH溶液吸收
B．氧化铜和炭粉反应产生的气体除CO₂外还有CO
C．氧化铜和炭粉没有完全反应
D．该反应不符合质量守恒定律
（3）有同学认为用图2所示装置C代替上面的装置A，加热前先通一会气体X，停止加热后再通一会该气体，这样可使实验测得的数据更能准确的说明问题．你认为在O₂、N₂和H₂三种气体中，X应选择哪一种气体？
N₂．

Answer 1

分析 （1）根据氧化铜的质量和化学方程式计算出铜的质量；
（2）根据质量守恒定律求出反应前后的质量差和1.1g比较进行分析．
可从反应条件及装置中气体是否被充分吸收角度进行分析；
（3）根据X是否参与反应影响实验及安全性角度分析．

解答 解：（1）设实验中最多能得到铜的质量为x．
根据2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑
        160                 128
        16g                 x
列比例式为$\frac{160}{128}=\frac{16g}{x}$，解得x=12.8g，所以铜的质量为12.8克．故答案为：12.8；
（2）根据质量守恒定律知反应前后的质量差即为反应的碳和氧的质量，为56.8g-38.2g-20.0g=1.4g＞1.1g，说明反应中消耗碳和氧元素的质量大于生成二氧化碳的质量．主要原因是由于装置的滞留的二氧化碳不能被吸收，同时反应时还可能发生反应C+CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑，部分碳没有转换为二氧化碳．故填：大于；AB．
（3）因为氧气要和碳发生反应，反应结束后要和生成的铜反应，影响实验结果；
氢气具有可燃性，且不安全使用时必须验纯，所以选氮气，故填：N₂．
故答案为：
（1）12.8；（2）大于；AB．（3）N₂．

点评 ①熟练掌握实验技能，②灵活运用质量守恒定律，根据化学方程式的计算③掌握碳的化学性质．