聚焦初中還原反響實驗L下面是三套還原氧化銅的實驗裝置注意:1,用氫氣碳一氧化碳還原氧化銅,從環(huán)保的角度考慮最好的是氫氣,產(chǎn)物生成水。裝置甲與乙的不同點原因(用物質(zhì)性質(zhì)說明)反響物角度①A敞口,B密閉②A不用尾氣處理,B需要點燃尾氣③A試管口略向下傾斜,B玻璃管水平③A試管口略向下傾斜，B玻璃管水平①H2無毒,CO有毒②A產(chǎn)物水是液體,倒流會引起試管破裂。B產(chǎn)物C02是氣體生成物角度A產(chǎn)物的檢驗是滴入盛有無水硫酸銅的蒸發(fā)皿,B產(chǎn)物的檢驗是通入盛有澄清石灰水的錐形瓶白色無水硫酸銅遇水變藍,C02使澄清石灰水變渾濁2.氫氣、一氧化碳還原氧化銅是吸熱反響;碳還原氧化銅是放熱反響。實驗一:氫氣還原氧化銅實驗步驟:(I)先向試管中裝人氧化銅、固定試管①試管口應(yīng)傾斜向下(試管口下傾角度的稍大,實驗效果更好)：防止在試管口處冷凝的水流到試管底部使試管炸裂。②導(dǎo)氣管管口應(yīng)伸入接近試管底部;目的是排盡試管內(nèi)的空氣。③試管口不用塞子,如果試管用塞子塞住就無法排出試管內(nèi)的空氣(2)通人經(jīng)過驗純的純潔氫氣(目的是為了防止加熱時混合氣體發(fā)生爆炸.)(3)點燃酒精燈給試管加熱(先預(yù)熱,再集中在裝有氧化銅部位加熱,目的是防止試管受熱不均而發(fā)生炸裂)(4)實驗結(jié)束后撤離酒精燈(5)繼續(xù)通氫氣直到試管冷卻(目的是防止高溫時生成的銅被空氣中的氧氣重新氧化為氧化銅)(6)可能出現(xiàn)的其他問題:氫氣中含有酸性物質(zhì)(如HCI),氧化銅與氫氣中的酸性物質(zhì)和水分發(fā)生反響,而變成銅離子,無法再被還原為銅單質(zhì)。nr通一段時間氮氣后,夾緊彈簧夾IV.加熱玻璃管,使反響物充分反響。v.反響結(jié)束后仍緩慢通氮氣至玻璃管冷卻到室溫。VI.稱得玻璃管和剩余固體的總質(zhì)量為64.81g,裝置B增重0.22g,裝置C質(zhì)量未改變。:在通常情況下,氮氣化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不易與其他物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反響。請回答以下問題:(1)裝置B中發(fā)生反響的化學(xué)方程式為0(2)判斷裝置A中反響結(jié)束的依據(jù)是o(3)步驟V中通入氮氣的目的之一是o(4)推測裝置A中的氣體生成物為(寫化學(xué)式),依據(jù)是o（5）該實驗所用裝置存在的缺陷是o5、在實驗室中,老師用下面所示的裝置進行實驗（圖中固定試管的儀器已略去）:加熱一段時間后,觀察到木炭粉的質(zhì)量明顯減少；氧化銅粉下部出現(xiàn)了一層紅亮的銅；澄清石灰水變渾濁。停止加熱并冷卻到室溫。⑴寫出硬質(zhì)大試管中發(fā)生的化學(xué)反響方程式。⑵B裝置的作用是;⑶⑶實驗后要從硬質(zhì)大試管的剩余固體中回收金屬銅,寫出操作步驟(要求過程中要用到〃濕法冶金〃的原理)。6、請你參與探究氫氣還原氧化銅得到的紅色固體的成分,完成以下各題：信息：工.氫氣還原氧化銅除生成銅外還可能生成氧化亞銅(Cu2O）;口.Cu和Cu2O均為不溶于水的紅色固體;HICu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O提出問題:紅色固體含有什么物質(zhì)?①猜測假設(shè):假設(shè)一:紅色固體只含Cu;假設(shè)二:紅色固體只含Cu2O;假設(shè)三:(請補充完成假設(shè)三).②實驗探究：（填寫表中空格③數(shù)據(jù)處理：甲同學(xué)稱取Wg紅色固體加入到足量硫酸溶液中使其充分反響后,實驗操作實驗現(xiàn)象實驗結(jié)論a.取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中無明顯現(xiàn)象假設(shè)成立b,取少量紅色固體加入到足量硫酸溶液中—假設(shè)一和假設(shè)二均成立(填操作名稱)、洗滌、干燥,稱量剩余紅色固體質(zhì)量為mg,通過計算,假設(shè)m64W/144g(選填〉、(或=),那么假設(shè)二成立;假設(shè)m64W/144g(同上),那么假設(shè)三成立.7.請回憶觀察過的''木炭還原氧化銅"的實驗,并根據(jù)以下教材圖示回答以下問題:(1)寫出木炭還原氧化銅的化學(xué)方程式;(2)反響一段時間后,為了進一步探究試管中剩余固體的組成,待試管冷卻到室溫后,為了進一步探究試管中剩余固體的組成,待試管冷卻到室溫后,取剩余固體于燒杯中,再加入過量稀硫酸,充分?jǐn)嚢韬筮^濾:①假設(shè)濾紙上留有黑色、紅色固體,而濾液為無色,那么濾液中的溶質(zhì)是說明試管中的剩余固體為;②假設(shè)濾紙上留有黑色、紅色固體,而濾液呈藍色,此時濾液中的溶質(zhì)是.說明試管中的剩余固體為答案:選擇題DDDBB(1)排盡玻璃管內(nèi)空氣防止一氧化碳不純發(fā)生爆炸;(2)3C0+Fe203=^^2Fe+3C02；(3)收集純潔的一氧化碳氣體,防止造成空氣污染;CO2+2NaOH—Na2CO3+H2O;(4)8g;(1)A(2)黃鐵礦污染大,鐵含量低變黑澄清攵灰石變渾濁②2C0+Fe2()3高溫2Fe+3c。2③檢驗產(chǎn)物二氧化碳④大于學(xué)反響一△(1)氧氣;一氧化碳;CO+CuO=Cu+C02;將試管中的空氣抽出而充入氮氣;(2)N2;用濃的氫氧化鈉溶液來代替澄清石灰水進行實驗4.(1)2NaOH+C02=Na2c03+H20;(2)B中不在有氣泡冒出;(3)排盡裝置中殘留的氣體;(4)C0和CO2;A裝置中固體反響前后減少的質(zhì)量(即為生成氣體的質(zhì)量)大于B裝置中增加的質(zhì)量(即為二氧化碳的質(zhì)量)(5)沒有尾氣處理裝置5.(1)2C+02—2C0CuO+CO=Cu+CO2CO2+C醯2C0加稍過量稀硫酸,黑色固體全部溶解后,加足量鐵粉,過濾,洗滌,用磁鐵吸出過量的鐵粉即可6.Cu和C.0混合物一固體局部溶解,溶液由無色變?yōu)樗{色過濾=>7、(1)C+2CuO高溫2Cu+C02t;(2)①H2s0-木炭、Cu;②CuSCh.H2SO4:Cu、CuO實驗二:一氧化碳還原氧化銅［現(xiàn)象］①黑色固體變紅②生成能使澄清石灰水變渾濁的氣體。①連好裝置,檢驗氣密性;②加入藥品;③先緩慢均與的通入一氧化碳,片刻時間后,估計空氣已排凈(可用試管收集尾端出口的氣體,進行檢驗,直到無爆鳴聲為止)時,點燃導(dǎo)管末端酒精燈(一氧化碳有毒,注意通風(fēng),不能一開始就點燃尾氣,那樣有可能爆炸);④同時開始加熱硬質(zhì)大試管⑤熄滅硬質(zhì)大試管處的酒精燈,繼續(xù)通一氧化碳直至裝置冷卻(防止剛生成的熱的銅與氧氣反響,使實驗失?。虎尥Ｖ雇ㄈ胍谎趸?⑦最后熄滅尾端酒精燈【實驗缺陷】一氧化碳用了太大(可以改用反響前后通入氮氣:即減少一氧化碳用量,又平安環(huán)保)實驗三:一氧化碳還原氧化鐵實驗現(xiàn)象:固體粉末由紅色逐漸變黑；澄清石灰水變渾濁實瞼步驟:①連好裝置,檢驗氣密性；②加入藥品;③先緩慢均與的通入一氧化碳,片刻時間后,估計空氣已排凈（可用試管收集尾端出口的氣體,進行檢驗,直到無爆鳴聲為止)時,點燃導(dǎo)管末端酒精燈(一氧化碳有毒,注意通風(fēng),不能一開始就點燃尾氣,那樣有可能爆炸）;④同時開始加熱硬質(zhì)大試管（起初小心加熱整個試管,然后加大一氧化碳流量,集中強熱樣品5分鐘左右,直到紅棕色氧化鐵變?yōu)楹谏F）;⑤熄滅酒精噴燈,繼續(xù)通一氧化碳直至裝置冷卻（防止剛生成的鐵在高溫下又與氧氣反應(yīng),使實驗失敗）；⑥停止通入一氧化碳；⑦最后熄滅尾端酒精燈【相關(guān)資料:】一氧化碳與氧化鐵在加熱的條件下發(fā)生如下反400c?5Poic2Fe3C)4+CC)2；應(yīng):3Fe2C)3+CO-5001c?600c2Fe3C)4+CC)2；-3FeO+CO2;600?以匕FeO+COFe+CO2;總反響式為Fe2O3+3CO星里2Fe+3c。2(注:Fe、FeO、Fe3C)4均為黑色)【實驗要點】:①通入co后,假設(shè)加熱時間短,反響不充分,那么黑色產(chǎn)物中有大量〃Fe3O4〃；加熱時間長,反響充分,那么黑色產(chǎn)物主要為〃鐵〃。②反響產(chǎn)物如果在空氣中冷卻會被重新氧化成FeO、Fe3O4,FezCh,溫度高時重新氧化的最終產(chǎn)物為紅色的Fe2O3o③用"氫氣"代替"一氧化碳"做上述實驗,產(chǎn)生的實驗現(xiàn)象和結(jié)論亦相同。【補充材料】:①不通C。,單獨加熱玻璃管里的FezCh粉末,粉末也會由"紅棕"色逐漸變"黑"。所不同的是,粉末一旦冷卻,又會恢復(fù)成加熱前的紅棕色。原因是:有些無機化合物的顏色隨溫度的升高顏色變深②FeO不穩(wěn)定,在空氣中加熱會迅速被氧化成四氧化三鐵,隔絕空氣加熱會歧化為鐵單質(zhì)和四氧化三鐵【總結(jié)】因?qū)嶒灄l件不同而有所差異,其固體產(chǎn)物有三種可能:Fe或Fe3O4或它們的混合物實驗四:.碳還原氧化銅【實驗操作】①連好裝置,檢驗氣密性;②加入藥品,固定裝置:把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻,小心地鋪放進試管；將試管固定在鐵架臺上。試管口裝有通入澄清石灰水的導(dǎo)管；③先預(yù)熱再集中加熱；④過幾分鐘后,先撤出導(dǎo)氣管,再熄滅酒精燈,待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象并分析。［實驗現(xiàn)象］澄清的石灰水變產(chǎn)濁;黑色固體逐漸變成紅色?！净瘜W(xué)方程式】C+2CuO避2Cu+CO2TE'八八士匚點燃cf局溫rcc理論分析:2c+022C0C+C022C0C+C+CuO-Cu+COt4CO+CuOC1J+CO2【知識拓展】實際可能的反響歷程:C+2CuO星通C+2CuO星通C112O+COCsO+CO星通2O1+C02注:假設(shè)生成的固體為磚紅色,那是氧化亞銅,而并非銅,實驗不成功。實驗中,假設(shè)溫度不夠高或木炭粉量缺乏,除有銅生成外,還會生成紅色的氧化亞銅?！究偨Y(jié)】I碳還原氧化銅的反響產(chǎn)物因?qū)嶒灄l件不同而有所差異,其是Cu、CU2O以及其混合物等,氣體產(chǎn)物有可能是CO、CO2以及其混合物等,2.假設(shè)題目中沒有給出資料,那么不用考慮CU2。,對于剩余固體的成分有三種可能:只有銅;銅和碳的混合物;銅和氧化銅的混合物?！咎歼€原氧化銅的最正確實驗條件】①木炭稍過量：理論計算得出,me:mcuo的比值為1:13.3時,兩反響物恰好完全反響。但是,由于以下二個因素,a.實驗中取用的是木炭,內(nèi)中含有一些鹽和氧化物等等其它物質(zhì);b,要使氧化銅中的銅被充分地還原出來,木炭需要稍微過量,實驗經(jīng)驗的比值(me:mcuo)為：1:10~1:10.5,在此比值范圍內(nèi),反響的現(xiàn)象最明顯。并且,木炭和氧化銅在稱量之前,,應(yīng)進行烘烤,除去吸附的水份,這樣就可以減少反響物取量的誤差,也擁有利于反響的發(fā)生。②藥品選擇：碳粉選擇木炭比活性炭好，氧化銅用分析純。品選擇：碳粉選擇木炭比活性炭好，氧化銅用分析純。③增大反響物的接觸面積，使兩者充分反響,增大反響速率:混合物研磨時間為15min及以上;④溫度控制:用火焰溫度較高且穩(wěn)定的酒精噴燈加熱實驗最正確。(注:碳還原氧化鐵也可類推)【例題解析】某同學(xué)為了探究木炭還原氧化銅所生成的氣體產(chǎn)物是什么,提出了猜想:a,可能是二氧化碳;b,可能是一氧化碳。并設(shè)計如下圖裝置進行實驗,預(yù)期的實驗現(xiàn)象及結(jié)論如下:①假設(shè)澄清的石灰水變渾濁,那么氣體為二氧化碳;②假設(shè)澄清的石灰水不變渾濁,那么氣體為一氧化碳。請你回答:(1)該同學(xué)的猜測是否嚴(yán)謹(jǐn)？假設(shè)不嚴(yán)謹(jǐn),請作補充。(2)請你對該實驗裝置予以評價。答案:(1)不嚴(yán)謹(jǐn)還可能是二氧化碳和一氧化碳的混合氣體(1分)(2)該裝置的缺陷是：①假設(shè)產(chǎn)生的氣體中有一氧化碳,那么會造成空氣污染；②假設(shè)產(chǎn)生的氣體為二氧化碳和一氧化碳的混合氣體,那么無法驗證考點連接：工.實驗室常用木炭粉還原氧化銅,實驗裝置如以下圖所示。查閱資料發(fā)現(xiàn):實驗中,假設(shè)溫度不夠高或木炭粉量缺乏”余有銅生成外,還會生成紅色的氧化亞銅。木炭粉和氧化銅以下有關(guān)該實驗的說法正確的選項是木炭粉和氧化銅A.反響后產(chǎn)生的氣體一定是CO2B.反響后得到的紅色固體一定是CuC.實驗中一定發(fā)生了置換反響D.實驗結(jié)束時應(yīng)先把導(dǎo)管從澄清石灰水中移出后,再熄滅酒精燈2.用純潔的木炭粉還原氧化銅粉末時,可能發(fā)生如下化學(xué)反響:某同學(xué)設(shè)計一個實驗,證明氧化銅中含有氧元素,實驗裝置如下圖。回答以下問題：木炭粉與氧化銅的混合物木炭粉與氧化銅的混合物(4)你認(rèn)為本實驗設(shè)計中的缺乏之處是o3.梧州市某中學(xué)化學(xué)興趣小組按照課本實驗方法(如圖19甲),做木炭與氧化銅反應(yīng)實驗時,發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成,卻往往有暗紅色固體出現(xiàn)。他們決定對這個實驗進行探究和改進?！咎岢鰡栴}】暗紅色的固體是什么?如何選擇合適的條件,使木炭還原氧化銅的實驗現(xiàn)象更明顯?【查閱資料】銅有+1和+2兩種化合價,通常情況下,氧的化合價為-2,碳的化合價為+4或-4?！静聹y與假設(shè)】(1)同學(xué)們認(rèn)為這種B部工色固體可能是一種化合物,并猜測它的化學(xué)式為o（2）同學(xué)們還認(rèn)為,通過改變反響物的狀態(tài)、質(zhì)量比,以及反響裝置,可以使該實驗現(xiàn)象更加明顯,減少出現(xiàn)暗紅色固體的情況?！痉治雠c交流】(1)小吳建議用超細炭粉與氧化銅粉末進行實驗。你認(rèn)為這樣建議的原理是（2）小周建議用圖19的乙裝置替代甲裝置。與甲相比擬,乙裝置中將試管直立放置的作用是O(3)對以下三種氧化銅和碳的質(zhì)量比例,小施建議選擇(填選項序號)的比例。A.32:3B.40:3C.48:3你認(rèn)為小施這樣選擇的理由是?！緦嶒炁c結(jié)論】同學(xué)們決定按改進后的方案進行實驗,他們在檢驗了乙裝置的后,往試管中加入已干燥的藥品并開始加熱,當(dāng)看到澄清的石灰水剛出現(xiàn)渾濁時,(填"可以"或"不能")確定氧化銅和炭粉已經(jīng)開始反響。不久,即可看到試管底部變紅熱,停止加熱后,仍能看到紅熱現(xiàn)象,并沿試管底部自下而上蔓延,這個現(xiàn)象說明該反響是(填"吸"或"放")熱反響。待反響結(jié)束,先將導(dǎo)氣管從石灰水中取出,然后關(guān)閉止水夾,讓產(chǎn)物自然冷卻。假設(shè)不關(guān)閉止水夾,可能出現(xiàn)的問題是O待產(chǎn)物冷卻后,同學(xué)們終于找到了期待已久的紫紅色銅珠,實驗獲得了圓滿成功。4.化學(xué)興趣小組的同學(xué)為了測定某赤鐵礦石中氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)。I.甲同學(xué)取一定質(zhì)量的赤鐵礦粉與過量的木炭粉混合后,用以下圖所示裝置以合理的??操作步驟測定（假設(shè)雜質(zhì)始終不發(fā)生變化）。操作步驟測定（假設(shè)雜質(zhì)始終不發(fā)生變化）。操作步驟測定（假設(shè)雜質(zhì)始終不發(fā)生變化）。<(氧化他溶液操作步驟測定（假設(shè)雜質(zhì)始終不發(fā)生變化）。<(氧化他溶液①實驗中持續(xù)通入干燥的氮氣。加熱前緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間,其作用是②停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處以防止倒吸?為什么?③如果氫氧化鈉溶液對二氧化碳的吸收是完全的,那么甲同學(xué)用氫氧化鈉溶液的質(zhì)最變化測定出氧化鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)將(選填"偏大"、"偏小"或"準(zhǔn)確"),原因是o假設(shè)有誤差,那么減小誤差的改進措施是答案:LC2.(1)排除裝置內(nèi)的空氣,防止碳與空氣中的氧氣反響;(2)澄清石灰水變渾濁Ca(OH）24-CO2==CaCO3l+H2O(3）B控制木炭的質(zhì)量,促成二氧化碳的生成(4）沒有尾氣處理裝置3.Cu2O(Cu4C,Cu2c等其他合理答案同樣給分）（1）固體反響物間的反響,使用顆粒更小的反響物,可以增加外表積,有利于反響的進行。(2)有利于集中加熱,使反響物受熱均勻,獲得持續(xù)高溫。(3）A反響中炭粉會與試管內(nèi)的氧氣反響而局部消耗,稍過量的炭粉有利于反響進行。氣密性不能放空氣會進入反響的試管中,使生成的依然灼熱的銅重新被氧化。4.①將裝置內(nèi)的空氣排盡;②不需要;熄滅酒精燈后,需繼續(xù)通入氮氣,可防止倒吸③偏小;氫氧化鈉增重的質(zhì)量因一氧化碳的生成和氣體帶走的水蒸氣而偏小;在ab之間再連一個盛有氧化銅的兩頭通的玻璃管和a裝置同時加熱,在b后連一個干燥裝置和b一k起稱增重練習(xí)：L在隔絕空氣下,用木炭還原氧化銅.以下表達正確的選項是（）A.反響前后固體中氧原子的物質(zhì)的量保持不變B.反響前后固體減輕的質(zhì)量等于氧化銅中氧元素的質(zhì)量C.反響中消耗的氧化銅與碳的物質(zhì)的量一定相等D.反響中銅元素在固體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)逐漸變大2.小文同學(xué)利用以下圖實驗裝置測定某赤鐵礦石樣品中FezCh的質(zhì)量分?jǐn)?shù),取10g樣品與足量CO充分反響后,測得剩余固體的質(zhì)量為7.6g,以下說法正確的選項是（）A.玻璃管中的固體由黑色逐漸變成紅色B.實驗中通入CO的質(zhì)量為4.2gC.生成CO2的質(zhì)量為2.4gD.鐵礦石樣品中Fe2C)3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%3.將符合如圖裝置設(shè)計意圖的序號填入括號中.設(shè)計意圖:①說明CO具有還原性.②既說明co具有可燃性,又充分地利用了能源.③說明co氧化后的產(chǎn)物是co2.④有效地防止了有劇毒的co對空氣的污染,其中符合的是()4.實驗室用氫氣還原氧化銅的實驗步驟如下:①向試管里通氫氣②檢驗氫氣純度③給盛有氧化銅的試管加熱④停止加熱⑤繼續(xù)通氫氣直到試管冷卻.正確的操作順序是()A.①②③④⑤B.②①③④⑤C.②①③⑤④D.②③①④⑤5、一定量的碳與8.0g氧化銅混合加熱,充分反響(如右圖所示),反響前后測定裝置I、裝置口的質(zhì)量記錄如下。以下分析正確的選項是|反響前質(zhì)量—(g)|反響后質(zhì)量(g)裝置I-56.355.2裝置U-242.9|243.7①I中減少的質(zhì)量是氧元素的質(zhì)量②n中增加的質(zhì)量是吸收的二氧化碳的質(zhì)量③反響后I中固體成分可能有3種情況④生成的氣體可能是混合物A.①②B.②