Question

7．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

實(shí)驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)步驟	分析
	①檢驗(yàn)裝置氣密性
	②把木炭和氧化銅的混合物放入試管，如左圖所示連接實(shí)驗(yàn)裝置	裝置中存在的問(wèn)題是B試管處不應(yīng)該有橡皮塞
	③改進(jìn)裝置后，點(diǎn)燃酒精噴燈開(kāi)始實(shí)驗(yàn)	裝置B的作用是檢驗(yàn)產(chǎn)物是否有二氧化碳
	④反應(yīng)結(jié)束時(shí)，先將導(dǎo)管從裝置B中撤出，再停止加熱	目的是防止液體倒流引起試管炸裂

⑤為確定木炭還原氧化銅后的固體成分，請(qǐng)你與興趣小組的同學(xué)完成以下探究（注：該反應(yīng)還原產(chǎn)物只有銅）．
【猜想】猜想Ⅰ：全部都是金屬銅；      猜想Ⅱ：除銅外，還含有氧化銅；
猜想Ⅲ：除銅外，還含有木炭；      猜想Ⅳ：除銅外，還含有氧化銅、木炭．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】待試管冷卻后將剩余固體倒入燒杯，加入足量稀硫酸，過(guò)濾，得到藍(lán)色濾液，
濾渣為紅色和黑色固體混合物．證明猜想猜想Ⅳ成立；寫(xiě)出氧化銅與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O．
【實(shí)驗(yàn)反思】混合物中仍含有氧化銅的原因可能是碳和氧化銅沒(méi)有完全反應(yīng)就停止了加熱，或者還可能的原因是從試管B中撤出導(dǎo)管時(shí)，有空氣進(jìn)入試管，與灼熱的銅再次反應(yīng)生成氧化銅．

Answer 1

分析 ①根據(jù)實(shí)驗(yàn)前要檢驗(yàn)裝置的氣密性分析解答；
②可以根據(jù)石灰水的溶解能力及生成物來(lái)完成解答；
③根據(jù)石灰水的性質(zhì)及生成物來(lái)完成解答；
④如果先停止加熱則會(huì)使試管中的氣體由于溫度降低而小于外界大氣壓，從而引起液體的倒流，可以據(jù)此答題；
⑤根據(jù)碳和氧化銅反應(yīng)的產(chǎn)物來(lái)完成該題的解答；根據(jù)影響反應(yīng)恰好完全反應(yīng)的因素來(lái)解答該題；
⑤根據(jù)硫酸銅的質(zhì)量結(jié)合氧化銅和硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式來(lái)解答該題．
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】根據(jù)試管冷卻后將剩余固體倒入燒杯，加入足量稀硫酸，過(guò)濾，得到藍(lán)色濾液，說(shuō)明有氧化銅，濾渣為紅色和黑色固體混合物．說(shuō)明有碳和銅解答；
【實(shí)驗(yàn)反思】根據(jù)混合物中仍含有氧化銅的原因可能是碳和氧化銅沒(méi)有完全反應(yīng)就停止了加熱 或從試管B中撤出導(dǎo)管時(shí)，有空氣進(jìn)入試管，與灼熱的銅再次反應(yīng)生成氧化銅．

解答 解：①檢驗(yàn)裝置氣密性；
②反應(yīng)中要生成二氧化碳，且氫氧化鈣的溶解能力有限，不能有效的吸收二氧化碳，而使氣體不易排出而可能發(fā)生危險(xiǎn)，故裝置的錯(cuò)誤為B裝置不能有橡皮塞；
③根據(jù)反應(yīng)中的生成物可以知道B中試劑的作用是用來(lái)檢驗(yàn)是否生成二氧化碳的；
④如果先停止加熱則會(huì)使試管中的氣體由于溫度降低而小于外界大氣壓，從而引起液體的倒流，所以為了防止液體倒流引起試管炸裂，所以應(yīng)該先撤導(dǎo)管再熄滅酒精噴燈；
⑤根據(jù)碳和氧化銅反應(yīng)的產(chǎn)物可以知道，在反應(yīng)后的固體中除了碳和氧化銅外還有銅單質(zhì)；
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】試管冷卻后將剩余固體倒入燒杯，加入足量稀硫酸，過(guò)濾，得到藍(lán)色濾液，說(shuō)明有氧化銅，濾渣為紅色和黑色固體混合物．說(shuō)明有碳和銅，證明猜想猜想Ⅳ；氧化銅與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O；
【實(shí)驗(yàn)反思】在溫度較高的條件下，銅可以和空氣中的氧氣反應(yīng)而生成氧化銅，所以為了防止銅被氧氣而通常是將試管內(nèi)與外界隔開(kāi)，等冷卻后再打開(kāi)橡皮塞，故混合物中仍含有氧化銅的原因可能是碳和氧化銅沒(méi)有完全反應(yīng)就停止了加熱，或者從試管B中撤出導(dǎo)管時(shí)，有空氣進(jìn)入試管，與灼熱的銅再次反應(yīng)生成氧化銅．
答案：

驗(yàn)裝置	實(shí)驗(yàn)步驟	分析
	①檢驗(yàn)裝置氣密性
	②把木炭和氧化銅的混合物放入試管，如左圖所示連接實(shí)驗(yàn)裝置	裝置中存在的問(wèn)題是 B試管處不應(yīng)該有橡皮塞；
	③改進(jìn)裝置后，點(diǎn)燃酒精噴燈開(kāi)始實(shí)驗(yàn)	裝置B的作用是 檢驗(yàn)產(chǎn)物是否有二氧化碳；
	④反應(yīng)結(jié)束時(shí)，先將導(dǎo)管從裝置B中撤出，再停止加熱	目的是 防止液體倒流引起試管炸裂；

⑤木炭
【實(shí)驗(yàn)與結(jié)論】猜想ⅣCuO+H₂SO₄═CuSO₄+H₂O
【實(shí)驗(yàn)反思】碳和氧化銅沒(méi)有完全反應(yīng)就停止了加熱   從試管B中撤出導(dǎo)管時(shí)，有空氣進(jìn)入試管，與灼熱的銅再次反應(yīng)生成氧化銅．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合性實(shí)驗(yàn)探究題，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題解決問(wèn)題的能力有一定的提高，必須熟練掌握碳和氧化銅的反應(yīng)及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)．