Question

4．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史．教材用途實(shí)驗(yàn)如圖1介紹這一原理．
（1）實(shí)驗(yàn)中可觀察到的現(xiàn)象是黑色固體變?yōu)榧t色，澄清的石灰水變渾濁；有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）木炭呈塊狀，實(shí)驗(yàn)時(shí)要先將木炭研細(xì)，再與CuO粉末混合均勻后使用．這樣處理的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分．微粒加快反應(yīng)速率，提高實(shí)驗(yàn)成功率，某小組的同學(xué)進(jìn)行試驗(yàn)再探究．
（3）穩(wěn)定的高溫是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一．故他們對(duì)原裝置進(jìn)行改進(jìn)并設(shè)計(jì)了圖2裝置．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將反應(yīng)混合物置于試管底部，調(diào)節(jié)酒精燈使外焰完全包圍試管的下部，這樣改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)是反應(yīng)物受熱均勻，可獲得持續(xù)高溫．
（4）由于試管中有空氣，實(shí)驗(yàn)時(shí)他們討論了下列問(wèn)題，請(qǐng)比幫助完成，
①混合物需進(jìn)行預(yù)熱，除了使試管受熱均勻外，目的是排凈試管內(nèi)的空氣
②不能把石灰水變渾濁作為木炭跟CuO反應(yīng)的充分證據(jù)．理由是碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，也能使澄清的石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)木炭與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳直接寫出化學(xué)方程式進(jìn)行解答；
（2）根據(jù)與反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)反應(yīng)物受熱均勻，可獲得持續(xù)高溫解答；
（4）
①根據(jù)加熱還可以排凈試管內(nèi)的空氣進(jìn)行解答；②根據(jù)碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳進(jìn)行解答；

解答 解：
（1）木炭與氧化銅反應(yīng)，黑色固體變?yōu)榧t色，澄清的石灰水變渾濁，生成銅和二氧化碳，化學(xué)方程式為：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；二氧化碳和石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）與反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以把塊狀的木炭變成碳粉更利于反應(yīng)的進(jìn)行；
（3）反應(yīng)物受熱均勻，可獲得持續(xù)高溫；
（4）
①混合物需進(jìn)行預(yù)熱，除了使試管受熱均勻外，還能達(dá)到的目的是排凈試管內(nèi)的空氣；
②試管中還可能發(fā)生的反應(yīng)是碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，化學(xué)方程式：C+O₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO₂；
故答案為：
（1）黑色固體變?yōu)榧t色，澄清的石灰水變渾濁   C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；  CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分；
（3）反應(yīng)物受熱均勻，可獲得持續(xù)高溫；
（4）
①排凈試管內(nèi)的空氣；②碳和氧氣反應(yīng)生成二氧化碳，也能使澄清的石灰水變渾濁

點(diǎn)評(píng) 本題在考查“影響反應(yīng)速率的因素”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，采用了多個(gè)不同的例子，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)果分析生成結(jié)論，注重考查學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．