Question

（2010?成都）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(shí)驗(yàn)介紹這一知識．

（1）木炭與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是

C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑

．
（2）木炭呈塊狀，實(shí)驗(yàn)時要先將木炭研細(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

．
（3）酒精燈火焰處加有鐵絲網(wǎng)罩，其作用時

使火焰更集中，提升溫度

．
（4）為了提高成功率，某研究小組設(shè)計如圖Ⅱ方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
【裝置改進(jìn)】
穩(wěn)定的高溫時本實(shí)驗(yàn)成果的關(guān)鍵因素之一，實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)時，將反應(yīng)混合物夯實(shí)于試管底部，調(diào)節(jié)酒精燈是外焰完全包圍試管的下部．你認(rèn)為該設(shè)計是否更好？

是

（填“是”或“否”）；理由是

鐵絲網(wǎng)形成一個類似煙囪的空腔，使空氣的對流加快，從而使燃燒更充分，火焰更穩(wěn)定．

．
【實(shí)驗(yàn)研究】
分別稱取2g木炭與CuO的混合物，按每種比例重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次．實(shí)驗(yàn)記錄如下表：

總質(zhì)量相同（2g）但木炭與CuO比例不同的實(shí)驗(yàn)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	1′51″	1′43″	1′57″	1′51″	1′51″	1′53″	4′
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	紅熱，產(chǎn)生大量氣泡，石灰水變渾濁						偶爾紅熱，氣泡較少
實(shí)驗(yàn)結(jié)果	表層銅珠較大，出現(xiàn)未完全反應(yīng)的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多				反應(yīng)較完全，生成亮紅色網(wǎng)狀銅塊	部分生成Cu2O	主要產(chǎn)物是Cu2O

由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，影響實(shí)驗(yàn)的另一因素是

反應(yīng)物的比例

；從產(chǎn)物分析，該反應(yīng)混合物的最佳比例范圍是

1：10～1：11

．
【討論交流】
由于試管中有空氣，實(shí)驗(yàn)時應(yīng)注意：
①混合物需進(jìn)行預(yù)熱，除了使試管受熱均勻外，目的是

減少試管內(nèi)剩余空氣的量，降低氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響

；
②不能把石灰水渾濁作為木炭跟CuO反應(yīng)的充分證據(jù)．因?yàn)樵嚬苤羞�可能發(fā)生反應(yīng)：

C+O₂

加熱  .

CO₂

（寫化學(xué)方程式）；
【提出問題】關(guān)于影響該實(shí)驗(yàn)的因素，你認(rèn)為還可進(jìn)一步探究的問題

反應(yīng)物的形狀（或反應(yīng)溫度）

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)所學(xué)知識直接寫出化學(xué)方程式；
（2）與反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
（3）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度；
（4）裝置改進(jìn)：
將臥式改為直立式，同時用火焰把試管包住會影響火焰與氧氣的接觸面積變�。�
實(shí)驗(yàn)研究：
通過實(shí)驗(yàn)可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產(chǎn)物也不同，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得出該題答案，即反應(yīng)最完全的；
反思交流：
在碳和氧化銅反應(yīng)的過程中可能會產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳有毒；
提出問題：
題目中驗(yàn)證的是反應(yīng)物的質(zhì)量比例，對于反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的形狀等都可能對反應(yīng)速率有影響．

解答：解：（1）直接寫出化學(xué)方程式為：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（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）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度，利于反應(yīng)的進(jìn)行；
（4）裝置改進(jìn)：將臥式改為直立式，同時用火焰把試管包住會影響，鐵絲網(wǎng)形成一個類似煙囪的空腔，使空氣的對流加快，從而使燃燒更充分，火焰更穩(wěn)定．實(shí)驗(yàn)研究：
通過實(shí)驗(yàn)可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產(chǎn)物也不同，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得出該題答案，即反應(yīng)最充分的；
反思交流：
在碳和氧化銅反應(yīng)的過程中減少試管內(nèi)剩余空氣的量，降低氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響；
由于裝置內(nèi)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(yīng)的充分證據(jù)．反應(yīng)為：C+O₂

加熱  .

CO₂；
提出問題：
題目中驗(yàn)證的是反應(yīng)物的質(zhì)量比例，對于反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的形狀等都可能對反應(yīng)速率有影響；
故答案為：
（1）直接寫出化學(xué)方程式C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑；
（2）增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分；
（3）使火焰更集中，提升溫度；
（4）裝置改進(jìn)：是；與鐵絲網(wǎng)形成一個類似煙囪的空腔，使空氣的對流加快，從而使燃燒更充分，火焰更穩(wěn)定．
實(shí)驗(yàn)研究：反應(yīng)物的比例；1：10～1：11；
討論交流：減少試管內(nèi)剩余空氣的量，降低氧氣對實(shí)驗(yàn)的影響； C+O₂

加熱  .

CO₂．
提出問題：反應(yīng)物的形狀（或反應(yīng)溫度）．

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