26. 铜及其化合物的冶炼与人类生活、社会发展有密切联系。
(1)在实验室选择如图-1 装置探究木炭和氧化铜反应的最佳质量比。
【查阅资料】
①木炭能在较高温度环境中将氧化铜中的氧元素夺去,生成单质铜
②酒精灯防风罩能将酒精灯火焰温度提升至 600~800℃
③铜的熔点为 1083℃
【装置分析】
①该实验并未采用略向下倾斜试管的加热方法,原因可能是
___________。
A.使火焰更好包裹住药品部位,提高反应温度
B.防止生成的气体冲散药品,降低实验成功率
C.过程中会生成液态的铜,且防止石灰水倒吸
【实验过程】
实验:取 0.1 g 木炭粉与一定量的氧化铜粉末按下表所示比例充分混合,在粉末堆中插入一块灼烧过的铜片,进行实验。
序号 | 木炭粉与氧化铜粉末混合质量比 | 充分反应后试管底部固体的颜色 |
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 | 混有少量黑色物资 |
②从表中可知,木炭还原氧化铜的最佳质量比是
___________。
③无需再进行木炭粉与氧化铜粉末质量比为 1: 14 的实验,原因是
___________。
④取出铜片观察,发现埋入粉末的部分变红,有金属光泽,上方铜片也变为亮红色,右侧澄清石灰水变浑浊,由此推测反应中产生的气体一定有
___________。
⑤某同学取 8.0 g CuO 固体粉末与一定量木炭以最佳质量比混合,若 CuO 完全转化为 Cu, 理论上预计能得到 Cu 的质量为
___________。
⑥试管底部的亮红色固体呈“海绵状”,如图-2 所示,实验得到“海绵铜”而非块状铜的原因是
___________。
(2)分别在 H
2与 CO 气氛下,还原氧化铜样品。对反应后的样品进行 X 射线衍射,得到的XRD 图谱结果如图-3 所示。XRD 图谱中的峰值可以表征某物种的存在。结合图像说明,能否采用热还原的方法直接制得纯净的 Cu
2O 产品,
_________(填“用H
2能”或“CO 能”或“都能”或“都不能”),为什么
_________。