Question

11．同學(xué)們在學(xué)習(xí)了木炭還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)后，聯(lián)想到單質(zhì)碳的一些化學(xué)性質(zhì)，對反應(yīng)后的氣體成分產(chǎn)生了疑問，某學(xué)習(xí)小組對該反應(yīng)產(chǎn)物中的氣體成分進(jìn)行了探究．
〔猜 想〕
①氣體產(chǎn)物全部是CO₂ ②氣體產(chǎn)物全部是CO ③氣體產(chǎn)物氣體產(chǎn)物是CO和CO₂的混合物
〔查閱資料〕CO氣體能使?jié)駶櫟狞S色氯化鈀試紙變藍(lán)色．
〔設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)〕根據(jù)各自的猜想，他們共同設(shè)計(jì)了如下圖的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行探究．

〔現(xiàn)象與分析〕

現(xiàn)象	結(jié)論
如果裝置B澄清石灰水變渾濁，裝置C無現(xiàn)象	則猜想①成立
如果裝置B無現(xiàn)象，裝置C試紙由黃色變?yōu)樗{(lán)色	則猜想②成立
如果裝置B澄清石灰水變渾濁，裝置C試紙由黃色變?yōu)樗{(lán)色	則猜想③成立

〔結(jié)論〕實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象證明猜想③成立，同學(xué)們的疑問是合理的．
〔反思〕
（1）同學(xué)們對CO產(chǎn)生的原因進(jìn)行了分析：
①原因一：木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反出產(chǎn)生CO；
②原因二：反應(yīng)中的一種產(chǎn)物和反應(yīng)物木炭又發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了CO；
請你從原因一、原因二中選擇其一，用化學(xué)方程式表示存在此原因的化學(xué)反應(yīng)原理CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO或CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO．
（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請你歸納出單質(zhì)碳在工業(yè)上的重要用途冶煉金屬
（3）從環(huán)保角度考慮，該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷是沒有尾氣處理
（4）若有木炭和氧化銅30克，在高溫下反應(yīng)一段時(shí)間后冷卻，稱得剩余固體25.6克，計(jì)算
①生成了多少克二氧化碳？
②有多少克氧化銅參加了反應(yīng)？

Answer 1

分析 〔猜 想〕根據(jù)木炭的性質(zhì)和碳的量分析生成氣體的種類；
〔現(xiàn)象與分析〕根據(jù)黃色試紙遇一氧化碳立刻變藍(lán)；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)論分析解答；
〔反思〕（1）根據(jù)產(chǎn)生一氧化碳的原因的反應(yīng)原理書寫方程式；
（2）根據(jù)碳的化學(xué)性質(zhì)分析其用途；
（3）根據(jù)該反應(yīng)有一氧化碳生成能污染空氣分析該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷；
（4）根據(jù)氧化銅和碳在給我的條件下生成銅和二氧化碳，依據(jù)固體減少的質(zhì)量就是生成二氧化碳的質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算．

解答 解：〔猜 想〕木炭粉與氧化銅反應(yīng)生成物有三種可能：①氣體產(chǎn)物全部是CO₂  ②氣體產(chǎn)物全部是CO  ③氣體產(chǎn)物是CO₂和CO的混合物；
〔現(xiàn)象與分析〕：根據(jù)猜想①成立，氣體全部是二氧化碳，則澄清的石灰水變渾濁；若猜想②成立，氣體產(chǎn)物全部是CO，則試紙由黃色變?yōu)樗{(lán)色；猜想③成立，則裝置B澄清石灰水變渾濁，裝置C試紙由黃色變?yōu)樗{(lán)色；
〔反思〕：（1）木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反出產(chǎn)生CO，方程式是：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；反應(yīng)C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑中的一種產(chǎn)物和反應(yīng)物木炭又發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生了CO，方程式是：CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑；
（2）根據(jù)碳具有還原性，工業(yè)上可用碳冶煉金屬；
（3）由上述分析可知，該反應(yīng)中生成了一氧化碳有毒能污染空氣，所以，該套實(shí)驗(yàn)裝置的明顯缺陷是：沒有尾氣處理；
（4）依據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，固體減少的質(zhì)量就是生成二氧化碳，所以生成二氧化碳的質(zhì)量為：30g-25.6g=4.4g；
設(shè)參加反應(yīng)的氧化銅的質(zhì)量為x
C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑
      160                  44
        x                    4.4g
    $\frac{160}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
     x=16g
故答案為：〔猜 想〕③氣體產(chǎn)物是CO和CO₂的混合物；
〔現(xiàn)象與分析〕

現(xiàn)象	結(jié)論
如果裝置B 澄清石灰水變渾濁，裝置C無現(xiàn)象	則猜想①成立
如果裝置B無現(xiàn)象，裝置C 試紙由黃色變?yōu)樗{(lán)色	則猜想②成立
如果裝置B 澄清石灰水變渾濁，裝置C 試紙由黃色變?yōu)樗{(lán)色	則猜想③成立

〔反思〕（1）一氧化碳產(chǎn)生的原因：CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO 或 CuO+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO；
（2）單質(zhì)碳在工業(yè)上的重要用是途冶煉金屬；
（3）沒有尾氣處理；
（4）4.4g；16g．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生根據(jù)題目信息分析、解答問題的能力，在解答習(xí)題時(shí)，要注意將現(xiàn)象和結(jié)論結(jié)合起來分析問題．