组卷网 > 初中化学综合库 > 身边的化学物质 > 碳和碳的氧化物 > 碳单质的化学性质 > 木炭还原氧化铜的实验
题型:科学探究题 难度:0.4 引用次数:276 题号:16329898
某中学化学兴趣小组按照课本实验方法(如图甲),做木炭与氧化铜反应实验时,发现很难观察到紫红色铜的生成,却往往有暗红色固体出现。他们决定对这个实验进行探究和改进。请写出木炭还原氧化铜的方程式:___________
【提出问题】暗红色的固体是什么?如何选择合适的条件,使这个实验的现象更明显?
【查阅资料】铜有+1和+2两种化合价,通常情况下,氧的化合价为-2。

【进行猜想】同学们认为这种暗红色固体可能是一种氧化物,并猜测它的化学式为___________
【交流讨论】同学们还认为,通过改变反应物的状态、质量比,以及反应装置,可以使该实验现象更加明显,减少出现暗红色固体的情况。
小吴建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验。你认为这样建议的原理是___________
小周建议用图乙装置替代甲装置。与甲相比较,乙装置中将试管直立放置的作用是___________
【实验过程】同学们决定按改进后的方案进行实验,往试管中加入已干燥的药品并开始加热,当看到澄清的石灰水刚出现浑浊时,___________(填“能”或“不能”)确定氧化铜和炭粉已经开始反应。不久,即可看到试管底部变红热,停止加热后,仍能看到红热现象,并沿试管底部自下而上蔓延,这个现象说明该反应是___________(填“吸”或“放”)热反应。
【拓展延伸】兴趣小组同学在实验过程中发现在木炭和氧化铜的混合物中加入一定量的某种添加剂后,此实验只利用酒精灯加热也能快速完成,他们利用同样的酒精灯做了如下实验:
123456
木炭0.3g,氧化铜3.4g木炭0.3g,氧化铜3.4g木炭0.3g,氧化铜3.4g木炭0.25g,氧化铜3.4g木炭0.3g,氧化铜3.4g木炭0.3g,氧化铜3.4g
不加添加剂0.1gCaCl20.1gKCl0.1gMgCl20.1gK2SO40.1gNa2CO3
加热时间长,几乎没有红色物质析出加热约1分钟后,剧烈反应,产物红亮美观,有金色铜粒生成加热约2分钟后,剧烈反应,产物红色,有金色铜粒生成加热约1分钟后,剧烈反应,产物红亮美观加热时间长,产生红色物质不明显加热时间长,产生红色物质不明显
(1)请你推测主要是哪一种离子对木炭和氧化铜的反应有促进作用?___________,说出你的判断理由___________
(2)除了上述离子对木炭和氧化铜反应的促进作用以外,产生金色铜粒的还需要什么条件? ___________
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【推荐1】我校兴趣小组进行木炭、一氧化碳与氧化铜反应的探究实验,回答相关问题。
实验一:如图实验进行碳还原氧化铜实验,
   
【查阅资料】
(1)氧化亚铜(Cu2O) 是红色固体,能与稀硫酸发生如下反应:
【提出问题】已知实验后试管中的红色固体含有单质铜,是否还含有氧化亚铜(Cu2O) 呢?
【实验验证】取试管中的红色固体少量于试管中,加入_________溶液,试管中出现__________,证明固体中确实含有Cu2O。
(2)从定量计算角度判断测定表格中的四个数据:①若只有CO2生成,理论上m4- m3______m1-m2(选填“>”、“<”或“=”),A中发生反应的化学方程式是_____________,实际上生成的气体还有CO,分析产生CO的可能原因(写一个)__________________

反应前的质量

反应后的质量

装置A

m1

m2

装置B

m3

m4

②实验结束时先拔掉A处试管口的橡皮塞,再停止对试管加热,其目的是________________
实验二:同学们对另一份氧化铜样品中氧化铜的含量进行测定。他们称取了20g固体氧化铜样品,用图1所示的装置进行实验,至反应完全(杂质不参与反应,石灰水足量),测定的部分数据如图2所示:
   
(1)澄清石灰水的作用是________________
(2)有同学认为图1装置不够完善,为了防止尾气对空气的污染,应该把图1装置中的盛有澄清石灰水的装置换成下列____________装置(填字母序号)。
   
(3)用补救后的装置进行此实验,加热前先通一会儿一氧化碳的目的是________________
(4)图2中M点的含义是________________
(5)该样品中氧化铜的质量分数为________________
(6)本实验中其他条件不变,只把CO换为H2进行实验,所得氧化铜样品中氧化铜的质量分数为_________(填“相同”或“不相同”)。
2020-04-06更新 | 82次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
【推荐2】在学习过程中,小青同学提出一个问题:“碳燃烧时可能生成CO2,也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能吗?
【猜想】碳与氧化铜反应生成的气体中:
①只有CO2,则发生的化学方程式是___________
②只有___________;③既有CO,又有CO2
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO2无变化,但遇到微量CO会立即变成蓝色。
【方案设计】通过上述资料和已有知识,小青初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄清的石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检查。
【实验验证】经过思考之后,小青设计了如下实验装置:

【实验步骤】
(1)打开弹簧夹,先通一会儿纯净、干燥的N2,通一会儿N2的目的是___________
(2)关闭弹簧夹,点燃酒精灯加热。
(3)实验要结束时,打开弹簧夹,继续通一会N2,再熄灭酒精灯。
【结论】
充分反应后,小青若观察到:试纸不变色,石灰水变浑浊,证明猜想①是正确的。
若观察到:试纸___________,石灰水___________,证明猜想②是正确的,
若观察到:试纸___________,石灰水___________,证明猜想③是正确的。
【定量计算】小青称取碳和氧化铜的混合物的质量为2g,充分反应后,装置C的质量增加了0.44g。计算装置C中生成碳酸钙的质量是多少克___________?(写出具体的计算过程)
【反思与评价】从环保的角度分析该实验装置中不完善之处是:___________
实验要结束时继续通N2除了可防止石灰水倒吸外,还有什么作用:___________
2022-02-19更新 | 85次组卷
科学探究题 | 较难 (0.4)
名校
【推荐3】【提出问题】木炭与CuO反应所得红色固体中含有什么物质?

【查阅资料】(1)木炭与CuO的反应是:C+2CuO2Cu+CO2↑,若该反应进行的不彻底,产物中还有氧化亚铜(Cu2O).
(2)Cu2O是红色固体,能与稀硫酸反应:Cu2O+H2SO4═Cu+CuSO4+H2O
【作出猜想】红色固体的成分:①全部是Cu;②全部是Cu2O;③______
【实验探究】(1)取木炭、CuO两种黑色粉末适量,再也少许CaCl2(能降低反应温度,加快反应速率)均匀混合,然后将黑色粉末装入长柄V形玻璃管的直管内.
(2)按图乙连好实验装置,然后加热反应物;2分钟后,黑色粉末出现红热现象,同时澄清的石灰水_,此时停止加热.
(3)待玻璃管冷却后,提取里面的红色固体,进行如下的验证:
步骤现象结论
①取1.44g红色固体装入试管,滴入足量的_____,充分反应红色固体部分减少,溶为变为___猜想___错误
②滤了试管中残留的红色固体,洗涤干燥,称其质量为1.04g
猜想___正确
【评价反思】
(1)使用图乙装置与使用图甲装置相比,其优点是_____(写出1条即可).
(2)若要证明CaCl2是该反应的催化剂,还需要验证CaCl2_____
(3)在铜的冶炼史中,我国劳动人民还有一项重大发明就是“湿法炼铜”,该方法可用化学方程式表示为___
2019-09-11更新 | 61次组卷
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