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實驗介紹這一知識.
(1)木炭與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式是
;
(2)木炭呈塊狀,實驗時要先將木炭研細(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
增大反應(yīng)物的接觸面積,使反應(yīng)更充分
;
(3)酒精燈火焰加有鐵絲網(wǎng)罩,其作用是
使火焰更集中并提高溫度
使火焰更集中并提高溫度
;
(4)為了提高實驗成功率,某研究小組設(shè)計如圖Ⅱ方案進(jìn)行實驗.
[裝置改進(jìn)]
穩(wěn)定的高溫是本實驗成功的關(guān)鍵因素之一,實驗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.實驗時,將反應(yīng)混合物夯實于試管底部,調(diào)節(jié)酒精燈高度.你認(rèn)為該用酒精燈火焰的
外焰
外焰
(部位)加熱;理由是
外焰溫度最高
外焰溫度最高
.
[實驗研究]
分別稱取2g木炭與不同質(zhì)量的CuO混合,按每種比例重復(fù)實驗3次.實驗現(xiàn)象及查閱資料獲得的實驗結(jié)果記錄如表:
不同比例的木炭與CuO實驗對比表
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′ |
實驗現(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 |
實驗結(jié)果 |
表層銅珠較大,出現(xiàn)未完全反應(yīng)的黑色木炭燁末,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 |
由實驗數(shù)據(jù)分析,影響實驗的另一因素是
反應(yīng)物的比例
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
1:10~1:11
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[討論交流]
由于試管中有空氣,實驗時應(yīng)注意:
①混合物需進(jìn)行預(yù)熱,除了使試管受熱均勻外,還能達(dá)到的目的是
排凈試管內(nèi)的空氣
排凈試管內(nèi)的空氣
;
②不能把石灰水變渾濁作為木炭跟CuO反應(yīng)的充分依據(jù).因為試管中還可能發(fā)生的反應(yīng)是
(寫化學(xué)方程式);
③小明認(rèn)為用裝置Ⅰ進(jìn)行實驗,還存在一定的問題,請你指出它的主要問題是
尾氣沒有處理,過程中可能產(chǎn)生的一氧化碳會污染環(huán)境
尾氣沒有處理,過程中可能產(chǎn)生的一氧化碳會污染環(huán)境
,改進(jìn)的方法是
裝石灰水的試管加上雙孔橡皮塞,然后把尾氣燒掉(或把排出一氧化碳的導(dǎo)管放在酒精噴燈下點燃或用氣球收集起來)
裝石灰水的試管加上雙孔橡皮塞,然后把尾氣燒掉(或把排出一氧化碳的導(dǎo)管放在酒精噴燈下點燃或用氣球收集起來)
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[拓展探究]關(guān)于影響該實驗的因素,你認(rèn)為還可進(jìn)一步探究的問題有
反應(yīng)物的形狀(或反應(yīng)溫度)
反應(yīng)物的形狀(或反應(yīng)溫度)
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