Question

【題目】木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史。教材用如圖Ⅰ實驗介紹這一知識。

（1）.木炭與氧化銅反應的化學方程式是______。

（2）.酒精燈火焰處加有鐵絲網罩，其作用是______。

（3）.固定試管時，試管口要略向下傾斜，其目的是______。

（4）.圖Ⅰ與教材中的裝置還是略作了改進，實驗結束時，可先用彈簧夾夾緊橡皮管，再熄滅酒精燈，這樣做的目的除了防止石灰水倒吸入熱的試管，使試管炸裂外，還可以防止______。

（5）.為了提高成功率，某研究小組設計如圖Ⅱ方案進行實驗。

（實驗研究）

分別稱取2g木炭與混合物，按每種比例重復實驗3次。實驗記錄如下表：

總質量相同（2g）但木炭與比例不同的實驗對比表

比例	1:6	1:7	1:8	1:9	1:10~1:11	1:12	1:13
加熱時間
實驗現象	紅熱，產生大量氣泡，石灰水變渾濁						偶爾紅熱，氣泡較少
實驗結果	表層銅球較大，出現未完全反應的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多				反應較完全，生成亮紅色網狀銅塊	部分生成	主要產物是

由實驗數據分析，除溫度外，影響實驗的因素是______；

從產物分析，該反應混合物的最佳比例范圍是______。

（裝置改進）

穩定的高溫是本實驗成功的關鍵因素之一，實驗裝置也會影響加熱的效率。圖Ⅱ裝置將臥式裝置改為直立式裝置。實驗時，將反應混合物夯實于試管底部，調節酒精燈使外焰完全包圍試管的下部。你認為該設計是否更好？______（填“是”或“否”）；理由是______。

（交流討論）

由于試管中有空氣，實驗時應注意：

①混合物需進行預熱，除了使試管受熱均勻外，另外的目的是______。

②從理論上講，并不能把石灰水變渾濁作為木炭跟開始反應的充分證據。其理由是______。

Answer 1

【答案】 火焰集中，提高溫度 防止試管口冷凝水回流到熱的試管尾，炸裂試管 空氣進入，使熱的銅再次被氧化（說法合理即可） 混合物中木炭與氧化銅的比例 1:10～1:11 是 反應物受熱均勻，并可獲得持續高溫 排出試管內的一部分空氣 加熱時木炭會與空氣中的氧氣反應，生成

【解析】

（1）碳和氧化銅在高溫的條件下生成銅和二氧化碳，化學方程式為：

（2）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度，利于反應的進行；

（3）固定試管時，試管口要略向下傾斜，其目的是：防止試管口冷凝水回流到熱的試管尾，炸裂試管；

（4）銅和氧氣在加熱的條件下生成氧化銅，所以除了防止石灰水倒吸入熱的試管，使試管炸裂外，還可以防止銅被重新氧化；

（5）

[實驗研究]：通過實驗可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產物也不同，由實驗數據分析，影響實驗的另一因素是：混合物中木炭與氧化銅的比例；從實驗結果中可以得出該反應混合物的最佳比例范圍即反應最充分的：1：10～1：11；

[裝置改進] 將臥式改為直立式，同時用火焰把試管包住，火焰與試管底部的接觸面積變大，可以充分利用燃燒產生的熱量，使反應物受熱均勻，可獲得持續的高溫，這種設計效果會更好；

[交流討論]

①由于試管內有空氣，混合物需進行預熱，除了使試管均勻受熱外，目的是：排出試管內的一部分空氣；

②由于裝置內有空氣，在加熱時遇到木炭會生成二氧化碳，所以不能把石灰水渾濁作為木炭跟CuO反應的充分證據，試管中還可能發生反應：碳和氧氣反應也會生成二氧化碳。