Question

实验创新小组对木炭还原氧化铜的实验进行了改进，其操作步骤如下（并填写下述各空）：
①取一片铜片，用砂纸除去其表面的氧化物使其表面呈光亮的紫红色；
②用洒精灯将上述铜片烧到红热后，立即伸入到集满氧气的集气瓶中，观察到的现象为：铜片表面变成

 

 色；
③在一支干燥的大试管中装入一定量的经烘干处理过的木炭粉，再将经过②处理过的铜片部分埋入木炭粉中，按照甲图所示的装置图连接好各种仪器；
④加热大试管，其中发生的反应化学方程式为：

 

；
⑤当观察到澄清石灰水

 

 后，先移走导管，后停止加热；

⑥待试管冷却后，用镊子取出铜片，洗净后观察．
分析上述步骤，回答下列问题：
（1）②中用到的夹持仪器是

 

 （填名称）；
（2）⑤中“先”、“后”颠倒，造成的后果是：

 

；
（3）⑥中观察到的现象是：铜片表面埋入木炭粉的部分

 

．
（4）小刚同学经过分析后改进装置选用乙图装置来进行实验：甲乙两种装置相比，乙装置的优点之一是

 

．实验过程中，小刚发现W管右端的气球鼓起来了，实验结束冷却到室温后，气球依然鼓着，他经过探究发现气球中的气体是CO₂和CO的混合物．小刚对CO产生的原因进行了猜测：可能是木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应产生CO，这个反应的化学方程式为

 

；也可能是木炭和氧化铜在高温条件生成产生的CO₂和多余的木炭发生了新的化学反应，产生了CO．这个实验说明，相同的反应物发生化学变化时，因为

 

不同，可能得到不同的生成物．（注意：若答对以上两问将奖励4分，但化学试卷总分不超过60分．）

Answer 1

分析：②根据铜易被氧气氧化的性质来回答；
④碳还原氯化铜的化学方程式；
⑤根据焦炭和氧化铜发生置换反应的性质及其产物来回答；
（1）②根据加热试管中物质的方法来选择仪器；
（2）⑤根据实验结束的步骤：先移走导管，后停止加热，否则会产生倒吸现象来回答；
（3）⑥根据碳和氧化铜反应生成紫红色的铜和二氧化碳来回答；
（4）装置乙有尾气处理装置，而装置甲无尾气处理装置；木炭和氧化铜在高温下直接还原出铜；参加反应的物质的量不同，生成物也可能不同．

解答：解：②铜易被氧气氧化生成黑色的氧化铜，故铜表面变黑；
④发生的反应的化学方程式为：C+2CuO

高温  .

2Cu+CO₂↑；
⑤产生的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
（1）②用洒精灯将铜片烧到红热后，应该用坩埚钳夹持着立即伸入到集满氧气的集气瓶中进行下一步的实验；
（2）⑤实验结束的步骤：先移走导管，后停止加热，否则会产生倒吸现象，使试管炸裂；
（3）⑥碳和氧化铜反应生成紫红色的铜和二氧化碳，所以铜片表面埋入木炭粉的部分由黑色变成紫红色；
（4）装置乙有尾气处理装置，能防止生成的一氧化碳排出污染空气，而装置甲无尾气处理装置；木炭和氧化铜在高温下直接还原出铜；参加反应的物质的量不同，生成物也可能不同．
故答案为：黑；C+2CuO

高温  .

2CuO+CO₂↑；变浑浊；坩埚钳；石灰水倒吸到大试管中，使试管炸裂；由黑色变成紫红色；环保；CuO+C

高温  .

Cu+CO；反应物的量．

点评：本题主要考查碳和氧化铜反应的原理，并考查了一些化学实验基本操作和实验原则方面的问题，是一道综合性很强的题目．