實驗10 碳單質與某些氧化物的反應-中考化學實驗精講精練(原卷版)_第1頁
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實驗10 碳單質與某些氧化物的反應-中考化學實驗精講精練(原卷版)_第3頁
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人教版2024上冊/第六單元碳和碳的氧化物/課題1碳單質的多樣性實驗10碳單質與某些氧化物的反應【實驗目的】1.認識木炭還原氧化銅的實驗原理、裝置、步驟等。2.通過觀看和動手實驗,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題能力和實驗操作能力?!緦嶒瀮x器】試管、酒精燈、金屬網(wǎng)罩、鐵架臺(帶鐵夾)、彈簧夾、橡膠塞、導管、升降臺、火柴【實驗試劑】木炭、氧化銅、澄清石灰水【實驗過程】連接儀器,檢查裝置的氣密性;把剛烘干的木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻,小心地鋪放進試管;將試管固定在鐵架臺上,將導管插入澄清石灰水中;打開彈簧夾,用酒精燈加熱混合物幾分鐘;先撤出導管,用彈簧夾夾緊乳膠管,停止加熱,待試管冷卻后再把試管里的粉末倒在紙上。觀察現(xiàn)象?!緦嶒灛F(xiàn)象】大試管中的固體由色變?yōu)樯?;小試管中的澄清石灰水?!緦嶒灲Y論】木炭能夠還原氧化銅生成單質和;該實驗說明木炭具有性。1.木炭還原氧化銅的實驗木炭還原氧化銅的化學方程式為:,在這個反應中,氧化銅而變成單質銅。這種含氧化合物里的氧被奪去的反應屬于。【問題討論】將木炭粉末和氧化銅粉末混合均勻的目的是。固定試管時,試管口要傾斜,目的是。在酒精燈上加網(wǎng)罩的目的是。加熱時,要先均勻加熱,再對準試劑集中加熱,防止。(5)實驗結束時,要先將導管從石灰水中取出,再熄滅酒精燈的原因是。(6)待試管冷卻后再把試管內(nèi)的粉末倒在紙上的原因是。2.碳單質與某些氧化物的反應(1)碳單質與某些氧化物的反應(還原性)可用于冶金工業(yè)。如利用焦炭把鐵從它的氧化物礦石里還原出來:。(2)高溫條件下,碳單質使二氧化碳轉變成一氧化碳:?!镜淅?】碳在一定條件下能與反應:,發(fā)生還原反應的物質是A.C B. C. D.【典例2】為了復習鞏固金屬氧化物和碳的化學性質,某化學研究小組在老師的帶領下進行了如圖所示的相關性質實驗。下列有關說法錯誤的是A.左側試管中的黑色固體逐漸變紅,說明碳具有還原性B.右側試管中澄清石灰水變渾濁,說明碳具有可燃性C.實驗結束時,應該先關閉止水夾,再熄滅酒精噴燈D.本實驗存在安全隱患,應該增加尾氣處理裝置【典例3】某化學興趣小組同學利用木炭還原氧化銅設計如圖所示實驗。下列有關說法錯誤的是A.金屬網(wǎng)罩的作用是集中火焰并提高溫度B.甲、乙兩處發(fā)生的反應均為C.將均勻混合,有利于增大反應物間的接觸面積D.若觀察到乙處黑色粉末變紅,說明甲處產(chǎn)生了1.如圖所示是碳與氧化銅反應的實驗裝置,下列說法錯誤的是A.網(wǎng)罩的作用:集中火焰并提高溫度B.試管b的作用是檢驗有二氧化碳生成C.試管a中黑色粉末變紅,說明碳具有還原性D.反應結束后立即把試管a中的物質倒出來觀察現(xiàn)象2.實驗室將一定量的碳粉和氧化銅粉末混合共熱,剩余固體隨著時間的關系如圖。下列說法不正確的是A.t1時反應剛開始B.生成銅的質量一定為ngC.生成氣體的質量為(m-n)gD.剩余固體中銅元素的質量分數(shù)先變大后不變3.如圖是演示碳還原氧化銅實驗的創(chuàng)新實驗裝置。下列有關說法錯誤的是A.實驗前先通氮氣的目的排盡裝置內(nèi)空氣 B.加熱反應物可觀察到固體由黑色變?yōu)榧t色C.實驗過程中碳粉奪氧元素發(fā)生氧化反應 D.旋開旋塞,滴加澄清石灰水則無渾濁現(xiàn)象4.對比學習法是學習化學的常用方法。已知:木炭與氧化銅,一氧化碳與氧化鐵在一定條件下均能發(fā)生反應。實驗裝置如下圖,關于這兩個實驗說法不正確的是A.兩個實驗中反應條件都是高溫B.兩個實驗中澄清石灰水都會變渾濁C.兩個實驗中固體減少的質量都等于生成氣體的質量D.兩個實驗中金屬氧化物都發(fā)生了還原反應5.用木炭還原氧化銅的實驗如圖所示:(1)酒精燈加網(wǎng)罩的目的是。(2)剛開始預熱,試管②中立即產(chǎn)生氣泡,但石灰水不變渾濁,原因是。(3)繼續(xù)加熱,觀察到試管①中的現(xiàn)象是。(4)請寫出試管①中發(fā)生反應的化學方程式是:,該反應中木炭發(fā)生了反應(填“氧化”或“還原”);表示反應停止的現(xiàn)象。(5)該實驗結束后,應先然后再。6.某同學在學習木炭和氧化銅反應的知識后,產(chǎn)生了疑問:木炭與氧化銅反應生成的氣體有哪些?同學們帶著疑問進行了下列探究:【提出猜想】(1)猜想一:只有CO2;猜想二:只有CO;猜想三:?!静殚嗁Y料】浸有磷鉬酸溶液的氯化鈀試紙遇二氧化碳無變化,但遇到微量一氧化碳會立即變成藍色。【實驗探究】(2)連接好實驗裝置,并進行實驗,裝置如圖所示:步驟一:實驗前先通一段時間N2;步驟二:點燃酒精噴燈加熱?,F(xiàn)象結論如果裝置B中氯化鈀試紙不變色,裝置C中澄清石灰水變渾濁則猜想①成立如果裝置B中氯化鈀試紙變藍,裝置C中則猜想②成立如果裝置B中,裝置C中。則猜想③成立【實驗結論】實驗現(xiàn)象證明猜想③成立,同學們的疑問是合理的?!痉治鏊伎肌?3)同學們對CO產(chǎn)生的原因進行了分析:原因一:木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反應產(chǎn)生CO;原因二:CO可能是碳與CO2在高溫下反應生成,寫出反應的化學方程式為?!緦嶒灧此肌?4)該實驗開始前通一會兒N2的目的是:。(5)請從環(huán)保的角度分析該實驗裝置的不完善之處:。7.某班同學取用總質量相同的木炭粉和氧化銅的混合物,按圖示裝置進行實驗。實驗過程中發(fā)現(xiàn)有的小組“黑色固體變紅色”這一實驗現(xiàn)象不明顯。小組同學對此異常現(xiàn)象進行如探究。【查閱資料】①氧化銅(CuO)為黑色固體。能與稀硫酸反應:。②CO具有可燃性?!局R回憶】(1)碳和氧化銅反應的化學方程式,理論上碳和氧化銅的質量比為(化為最簡整數(shù)比)?!咀鞒霾孪搿慨a(chǎn)生異常現(xiàn)象可能與所取用木炭粉和氧化銅的質量比有關?!緦嶒炋骄俊啃〗M同學用總質量相同但質量比不同的木炭粉和氧化銅的混合物(不考慮其中雜質),分別進行實驗,部分實驗現(xiàn)象記錄如下:實驗序號m(C):m(CuO)實驗后A處試管中固體顏色C處導管口的現(xiàn)象11:8紅色固體中有少量黑色固體尾氣燃燒21:9紅色固體中有較少量黑色固體尾氣燃燒31:10紅色固體中有很少量黑色固體尾氣不燃燒41:11紅色固體中有極少量黑色固體_______。51:12紅色固體中無黑色固體尾氣不燃燒61:13紅色固體中有較多黑色固體尾氣不燃燒【交流討論】(2)推測實驗4中“C處導管口的現(xiàn)象”是。(3)上述探究可得出,實驗時所用木炭粉和氧化銅的質量比控制在1:10~1:12之間,可觀察到黑色固體明顯變紅,同時還可減少(填化學式)排放,防止空氣污染。(4)檢驗實驗6反應后A處試管中黑色固體物質,可滴加的試劑是,觀察到的現(xiàn)象是?!痉此荚u價】(5)實驗中沒有進行質量比為1:14的實驗,理由是。(6)分析發(fā)現(xiàn),實驗5中m(C):m(CuO)比值與理論值不符,實驗后卻無黑色固體殘留。請用化學方程式解釋實驗中過量的黑色固體消失的原因:(寫一個即可)。7.興趣小組同學將80g氧化銅和8.4g的炭粉在隔絕空氣的密閉裝置中持續(xù)加強熱,通過傳感器測得裝置內(nèi)CO2的質量變化如圖所示。下列說法正確的是A.a(chǎn)點炭粉一定完全反應B.時,裝置中氣體只有CO2C.時,裝置中木炭的質量為2.4gD.裝置中CO2的質量減少的原因是高溫下炭粉與二氧化碳反應8.某小組用W形管探究C還原后的氣體產(chǎn)物。(1)按照配比,混合相應質量的C粉和粉末,并充分混合、研磨。編號粉末①粉末②粉末③C原子與O原子個數(shù)比C粉質量質量xg。(2)實驗探究1:步驟1:如圖a,稱取研磨均勻后的粉末①裝入A處,B處放入澄清石灰水,用金屬網(wǎng)罩住酒精燈加熱。一段時間后,A處粉末變成紅色,B處澄清石灰水變渾濁。請寫B(tài)處出相關化學方程式。步驟2:分別用粉末②、粉末③重復上述實驗,一段時間后,均出現(xiàn)A處粉末變成紅色,B處澄清石灰水變渾濁。根據(jù)上述實驗結果可以得出的實驗探究1的結論是。(3)實驗探究2:探究與C反應能否生成步驟1:如圖形管處放入氧化銅粉末,凹槽處不放置藥品。點燃酒精燈,并對處固體加熱5分鐘,無明顯現(xiàn)象。步驟2:另取W形管,取粉末①裝入處。從另一端放入氧化銅粉末于處,加熱5分鐘,發(fā)現(xiàn)處無明顯變化。步驟3:分別用粉末②、粉末③重復上述實驗,加熱5分鐘,發(fā)現(xiàn)處變成紅色。實驗探究2中,步驟1的目的是。(4)進一步用儀器測量實驗探究2產(chǎn)生的氣體,得到以下圖像:①請問用粉末③進行實驗時產(chǎn)生的氣體對應曲線為。②從定量角度分析,C還原生成的含量增加的原因可能是。9.某學校興趣小組探究碳還原金屬氧化物的反應,請回答下列問題。(一)甲組同學設計了第一組實驗:碳還原氧化鐵(如圖1)(1)儀器a的名稱。(2)試管內(nèi)發(fā)生的化學反應有:3C+2Fe2O34Fe+3CO2↑、C+CO22CO、(寫出化學方程式)。(3)甲組同學采用對比實驗的方式,研究不同形態(tài)的碳和氧化鐵的反應,并用一氧化碳傳感器測得試管內(nèi)一氧化碳含量如圖2所示。[ppm是濃度單位]通過兩幅圖像的分析,90秒至300秒之間一氧化碳含量變化趨勢明顯不同的主要原因可能是活性炭對CO的比木炭強。(4)圖1裝置中氣球的作用是①、②;與使用普通導管相比,球形導管上的球體部分所起作用是。(二)乙組同學設計了第二組實驗:碳還原氧化銅(如圖3)乙組同學做木炭與氧化銅反應實驗時,發(fā)現(xiàn)很難觀察到紫紅色銅的生成,卻往往有暗紅色固體出現(xiàn)。他們決定對這個實驗進行探究和改進?!咎岢鰡栴}】暗紅色的固體是什么?如何選擇合適的條件,使木炭還原氧化銅的實驗現(xiàn)象更明顯?【查閱資料】通常情況下,氧的化合價為-2,碳的化合價為+4或-4,銅的化合價為+1或+2?!静孪肱c假設】(5)同學們認為這種暗紅色固體可能是一種化合物,并猜測它的化學式為。同學們還認為,通過改變反應物的狀態(tài)、質量比,以及反應裝置,可以使該實驗現(xiàn)象更加明顯,減少出現(xiàn)暗紅色固體的情況?!痉治雠c交流】(6)小吳建議用超細炭粉與氧化銅粉末進行實驗,這樣做的優(yōu)點是。(7)小周建議用圖乙裝置替代甲裝置。與甲相比較,乙裝置中將試管直立放置的作用是有利于集中加熱,獲得持續(xù)高溫。(8)對下列三種氧化銅和碳的質量比例,小施建議選擇(填選項序號)的比例。A.32:3

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