Question

（2010?成都）木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史．教材用如图I实验介绍这一知识．

（1）木炭与氧化铜反应的化学方程式是

C+2CuO

高温  .

2Cu+CO₂↑

．
（2）木炭呈块状，实验时要先将木炭研细，再与CuO粉末混合均匀后使用．这样处理的目的是

增大反应物的接触面积，使反应更充分

．
（3）酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用时

使火焰更集中，提升温度

．
（4）为了提高成功率，某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验．
【装置改进】
稳定的高温时本实验成果的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率．图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置．实验时，将反应混合物夯实于试管底部，调节酒精灯是外焰完全包围试管的下部．你认为该设计是否更好？

是

（填“是”或“否”）；理由是

铁丝网形成一个类似烟囱的空腔，使空气的对流加快，从而使燃烧更充分，火焰更稳定．

．
【实验研究】
分别称取2g木炭与CuO的混合物，按每种比例重复实验3次．实验记录如下表：

总质量相同（2g）但木炭与CuO比例不同的实验对比表
比例	1：6	1：7	1：8	1：9	1：10～1：11	1：12	1：13
加热时间	1′51″	1′43″	1′57″	1′51″	1′51″	1′53″	4′
实验现象	红热，产生大量气泡，石灰水变浑浊						偶尔红热，气泡较少
实验结果	表层铜珠较大，出现未完全反应的黑色木炭粉末，且木炭含量越高黑色粉末越多				反应较完全，生成亮红色网状铜块	部分生成Cu2O	主要产物是Cu2O

由实验数据分析，影响实验的另一因素是

反应物的比例

；从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是

1：10～1：11

．
【讨论交流】
由于试管中有空气，实验时应注意：
①混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，目的是

减少试管内剩余空气的量，降低氧气对实验的影响

；
②不能把石灰水浑浊作为木炭跟CuO反应的充分证据．因为试管中还可能发生反应：

C+O₂

加热  .

CO₂

（写化学方程式）；
【提出问题】关于影响该实验的因素，你认为还可进一步探究的问题

反应物的形状（或反应温度）

．

Answer 1

分析：（1）根据所学知识直接写出化学方程式；
（2）与反应物的接触面积越大，反应速率越快；
（3）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度；
（4）装置改进：
将卧式改为直立式，同时用火焰把试管包住会影响火焰与氧气的接触面积变小；
实验研究：
通过实验可以看出氧化铜和碳粉的比例不同，得到产物也不同，从实验结果中可以得出该题答案，即反应最完全的；
反思交流：
在碳和氧化铜反应的过程中可能会产生一氧化碳气体，而一氧化碳有毒；
提出问题：
题目中验证的是反应物的质量比例，对于反应的温度、反应的形状等都可能对反应速率有影响．

解答：解：（1）直接写出化学方程式为：C+2CuO

高温  .

2Cu+CO₂↑；
（2）与反应物的接触面积越大，反应速率越快，所以把块状的木炭变成碳粉更利于反应的进行；
（3）加上灯罩可以使火焰更集中，提升温度，利于反应的进行；
（4）装置改进：将卧式改为直立式，同时用火焰把试管包住会影响，铁丝网形成一个类似烟囱的空腔，使空气的对流加快，从而使燃烧更充分，火焰更稳定．实验研究：
通过实验可以看出氧化铜和碳粉的比例不同，得到产物也不同，从实验结果中可以得出该题答案，即反应最充分的；
反思交流：
在碳和氧化铜反应的过程中减少试管内剩余空气的量，降低氧气对实验的影响；
由于装置内有空气，在加热时遇到木炭会生成二氧化碳，所以不能把石灰水浑浊作为木炭跟CuO反应的充分证据．反应为：C+O₂

加热  .

CO₂；
提出问题：
题目中验证的是反应物的质量比例，对于反应的温度、反应的形状等都可能对反应速率有影响；
故答案为：
（1）直接写出化学方程式C+2CuO

高温  .

2Cu+CO₂↑；
（2）增大反应物的接触面积，使反应更充分；
（3）使火焰更集中，提升温度；
（4）装置改进：是；与铁丝网形成一个类似烟囱的空腔，使空气的对流加快，从而使燃烧更充分，火焰更稳定．
实验研究：反应物的比例；1：10～1：11；
讨论交流：减少试管内剩余空气的量，降低氧气对实验的影响； C+O₂

加热  .

CO₂．
提出问题：反应物的形状（或反应温度）．

点评：本题在考查“影响反应速率的因素”这个知识点时，采用了多个不同的例子，通过对比实验，得到结果分析生成结论，注重考查学生的分析问题和解决问题的能力．