某校化学兴趣小组的同学用如图装置进行木炭还原氧化铜的实验并进行相关探究实验。假定实验产生的二氧化碳全部被澄清石...

来源：语文精选馆 2.04W

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某校化学兴趣小组的同学用如图装置进行木炭还原氧化铜的实验并进行相关探究实验。假定实验产生的二氧化碳全部被澄清石灰水吸收。将试管b中的浑浊液过滤、洗涤、干燥、称量，理论上得固体物质2.00 g。实验完毕后，发现试管a中仍有黑*固体物质。

(1)【提出猜想】

李华同学：黑*固体物质是木炭。

刘明同学：黑*固体物质是氧化铜。

王*同学：黑*固体物质是木炭和氧化铜的混合物。

(2)【查阅资料】

木炭、铜都不溶于水也不能与稀硫*发生反应；CuO、Fe2O3等能与稀硫*反应生成盐和水。

(3)【实验设计】

①将反应后试管a中的固体物质全部转入烧杯c中，加入足量稀硫*，用玻璃棒充分搅拌后，过滤，得到蓝*滤液e和固体物质f。

②将f全部转入坩埚中充分灼烧，看到燃烧现象。完全反应后，冷却、称量，理论上得固体物质4.80 g。

(4)【实验结论】________同学的猜想正确。

(5)【结果应用】

①根据实验相关数据，写出试管a中反应的化学方程式______________________。

②请对上述实验装置提出改进意见_______________________________________。

(6)【实验拓展】

请你设计一个实验方案，*滤液e中含H＋(*)______________________ _______________________________________________________。

【回答】

(4)王* (5)①3CuO＋2C3Cu＋CO↑＋CO2↑ ②增加尾气处理装置 (6)取溶液 e少许，加入活泼金属，有气泡产生，说明滤液中含有*

【解析】该实验是利用木炭还原氧化铜，在反应后的产物中加入足量稀硫*，得到蓝*滤液e和固体物质f，则蓝*滤液e是未反应的氧化铜和稀硫*反应生成的硫*铜溶液，而固体f为反应生成的铜或铜和木炭的混合物。然后将固体f灼烧，则灼烧后的成分为CuO，质量为4.80 g，所以与木炭反应的CuO的质量也为4.80 g。4.80 g CuO中含氧元素的质量为4.80 g××100%＝0.96 g；结合反应后生成的二氧化碳与澄清石灰水反应生成2.00 g碳*钙沉淀可计算出CO2的质量为0.88 g，则CO2中氧元素的质量为0.64 g，从而说明氧化铜中的氧元素还有一部分以CO的形式逸出，则CO中氧元素的质量为0.96 g－0.64 g＝0.32 g，由此可得出该反应中产生CO2和CO中氧元素的质量比为0.64∶0.32，则CO2和CO的分子个数比为1∶1，在化学反应中分子个数比等于化学方程式的系数比，设反应的化学方程式为CuO＋CxCO2↑＋xCO↑＋Cu，配平后消去x，可得出该反应的化学方程式为3CuO＋2CCO2↑＋CO↑＋3Cu。由于反应中有CO产生，且CO有毒，不能直接排放到空气中，所以需要进行尾气处理，处理方式为：在b试管口堵双孔橡胶塞，长导管伸入澄清石灰水，短导管稍微露出橡胶塞，并在另一端放一只燃着的酒精灯。