Question

【題目】如圖是化學實驗室用木炭還原氧化銅的實驗裝置。

(1)實驗中，小明同學用酒精燈給試管加熱時發現試管內沒有出現紅色固體，但澄清石灰水變渾濁了，其原因是______(用化學方程式表示)。

小明同學考慮是否是酒精燈火焰的溫度不足以使木炭與氧化銅發生反應，你的改進措施是______。

(2)實驗改進后，小明同學順利完成了該實驗，發現試管內出現紅色固體并產生了無色氣體，對于無色氣體的成分是什么，小紅同學提出了自己的猜想：

猜想I：只有CO；猜想Ⅱ：只有CO2；猜想Ⅲ：只有SO2；猜想Ⅳ：既有CO，又有CO2。

小山同學認為猜想Ⅲ肯定不對，理由是______。

（查閱資料）浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇CO2無變化，但遇到微量CO會立即變成藍色。

（方案設計）通過上述資料和已有知識，小山設計用浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙和澄清的石灰水對木炭與氧化銅反應生成的氣體進行檢驗。根據小山同學的設想，請你完成填空：

①若試紙不變色，石灰水變渾濁，則只有CO2；②若______，石灰水不變渾濁，則只有CO；③若試紙變藍色，石灰水______，則既有CO2，又有CO。

(3)聯想到碳和氧氣反應可能生成兩種不同的物質，小山同學認為改變溫度、反應物之間的質量比可能會改變生成物的種類，于是他對試管內出現的紅色固體的成分也產生了質疑。

（查閱資料）

①初中常見的紅色物質有：銅、紅磷、氧化鐵；②氧化亞銅(Cu2O)也是紅色固體，氧化亞銅和稀硫酸反應的化學方程式：；③按木炭的量不同，反應順序是；；。

若實驗前已經用N2將試管內的空氣排盡，要確保反應的生成物只有銅和二氧化碳，則理論上氧化銅和木炭的質量比應是______。

A 2：1 B 40：3 C 20：3 D 80：3

（若答對以下小題獎勵4分，化學試卷總分不超過60分）

（實驗反思）請你幫助小山同學確定木炭還原氧化銅后的紅色固體的成分，將你的兩種猜想填入下列橫線上。

猜想Ⅰ：銅；猜想Ⅱ：______；猜想Ⅲ：______。

若猜想I正確，請你設計實驗方案證明：______。

Answer 1

【答案】 在酒精燈火焰上罩一個銅絲網或將酒精燈更換為酒精噴燈 化學反應前后元素的種類不變，反應物中沒有硫元素，所以生成的氣體中不可能有二氧化硫 試紙變藍色 變渾濁 B 氧化亞銅 銅和氧化亞銅 取少量固體置于燒杯中，加入足量稀硫酸，若觀察到溶液不變色，則固體是銅，即猜想Ⅰ成立

【解析】

用酒精燈給試管加熱時發現試管內沒有出現紅色固體，但澄清石灰水變渾濁了，其原因是溫度較低，沒有達到碳與氧化銅反應的溫度，但是碳與空氣中的氧氣反應生成了二氧化碳；故填：；

提高火焰溫度可以在酒精燈火焰上罩一個銅絲網，作用是使火焰集中，提高火焰的溫度或將酒精燈更換為酒精噴燈；故填：在酒精燈火焰上罩一個銅絲網或將酒精燈更換為酒精噴燈；

由質量守恒定律可知，化學反應前后元素的種類不變，反應物中沒有硫元素，所以生成的氣體中不可能有二氧化硫；故填：化學反應前后元素的種類不變，反應物中沒有硫元素，所以生成的氣體中不可能有二氧化硫；

[方案設計]

二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇一氧化碳變藍，若試紙不變色，石灰水變渾濁，則只有；若試紙變藍，石灰水不變渾濁，則只有CO；若試紙變藍，石灰水變渾濁，則既有CO又有故填：試紙變藍色；變渾濁；

要確保反應的生成物只有銅和二氧化碳，由化學方程式可知，理論上氧化銅和木炭的質量比應是：：：3；故填：B；

由題干信息可知，氧化亞銅也是紅色固體，所以木炭還原氧化銅后的紅色固體的成分組成如下：銅或氧化亞銅或銅與氧化亞銅的混合物；

銅屬于不活潑的金屬，與稀硫酸不反應，而由題干可知“氧化亞銅和稀硫酸反應的化學方程式：”，所以可設計如下實驗進行驗證：

取少量固體置于燒杯中，加入足量稀硫酸，若觀察到溶液不變色，則固體是銅，即猜想Ⅰ成立；若溶液變成藍色，則猜想Ⅰ不成立；

故填：氧化亞銅；銅和氧化亞銅；取少量固體置于燒杯中，加入足量稀硫酸，若觀察到溶液不變色，則固體是銅，即猜想Ⅰ成立。