人教版九年级化学上册实验专练（9）木炭还原氧化铜(含解析)

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（9）木炭还原氧化铜课本实验再现1、实验装置2、操作步骤：查(气密性) →装(药品)→ 定(固定装置)→点(酒精灯，加热)→撤(导管)→熄3、实验现象：黑色固体逐渐变成红色，澄清石灰水变浑浊。4、反应原理：(氧化剂是CuO，还原剂是C）5、注意事项：①试管口应略向下倾斜，目的是防止冷凝水倒流，炸裂试管。②加热时，在酒精灯火焰上加网罩的目的是提高温度。③ 反应结束时，先把导管从石灰水中撤出，再停止加热，原因是防止试管中液体倒流，炸裂试管。拓展训练1.如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是( )A.给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度B.实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑C.木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性D.实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撤出2.2021年《化学教育》第3期，报道了一种“氧化铜还原实验”一体化装置，如图所示，下列说法错误的是( )A. 用酒精灯加热氧化铜部位，无明显现象，证明二氧化碳不能还原氧化铜B. 先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜，黑色氧化铜变为红色，证明炭粉还原氧化铜C. 加热炭粉过程中发生反应D. 气球可防止有害气体外逸，污染空气3.化学兴趣小组在做完木炭还原氧化铜的实验，装置如图所示：（观察与讨论1）酒精灯火焰周围加金属网的作用______。两试管中发生的化学反应方程式①_______，②_______。（观察与讨论2）待试管_______后，同学们将试管中的固体取出，试管中固体可能是什么？甲同学猜想：固体物质是铜和氧化铜；乙同学猜想：固体物质是铜；丙同学猜想：固体物质是铜和碳；你的猜想：固体物质是_______。为了确定固体成分，同学们决定对固体进行探究。（提出问题）如何设计实验呢？（实验探究）丙同学的实验，取固体粉末少许，在酒精灯上灼烧，发现有火星，则他确定自己的猜想正确。请你对丙同学的实验以及结论进行评价_______。（反思与评价）经过实验，确认了剩余固体的成分，并进行了恰当的处理。由此提醒我们做实验时，应科学取用药品。4.兴趣小组猜想木炭还原氧化铜的产物可能有金属铜、二氧化碳气体和一氧化碳气体，并设计实验加以验证。（1）A处硬质玻璃管中的现象为___________。（2）一段时间后，发现B处硬质玻璃管中的黑色物质中析出少量红色固体，则此现象证明木炭还原氧化铜生成了___________气体，B处硬质玻璃管中反应的化学方程式为___________。（3）反应前，先打开，向装置内通一段时间的原因是___________。装置C的作用是___________。【反思】（4）有同学提出，D装置中出现浑浊不能证明木炭还原氧化铜生成了二氧化碳，你是否同意他的观点___________，请说明理由___________。（5）D装置除了可以检验二氧化碳，还有的作用是___________。5.图1是课本上碳还原氧化铜的实验，实验中观察到澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳。但是小芳同学提出，碳与空气中的氧气反应也能生成二氧化碳，因此她用图2装置继续探究二氧化碳产生的原因。（实验过程）（1）打开弹簧夹，使氮气通入硬质玻璃管，目的是______。（2）通入氮气一段时间后，夹紧弹簧夹，用酒精灯对硬质玻璃管中的固体加热，使用金属网罩的作用是______，玻璃管中的现象是______。（3）当导管口不再冒出气泡后，先______，后______（填字母）。A、打开弹簧夹，通入氮气B、移去酒精灯（实验结论）澄清石灰水变浑浊，说明二氧化碳是碳与氧化铜反应生成的。写出碳还原氧化铜反应的化学方程式：______。（反思与提高）反应前后玻璃管中固体的质量变化情况如下表，则参加反应的氧化铜质量是______。玻璃管和固体的质量（单位：g）反应前 68.6反应后 67.56.为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物1~2.5g进行系列实验。【查阅资料】①氧化铜（CuO）为黑色固体。②碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：；铜不与稀硫酸反应。【进行实验】取一定量混合物，用如图所示装置进行多次实验，获得如表实验数据与现象。序号 木炭粉与氧化铜的质量比 反应后物质的颜色、状态1 1：9 红色固体，有金属光泽 混有少量黑色物质2 1：10 混有很少量黑色物质3 1：11 混有极少量黑色物质4 1：12 无黑色物质5 1：13 混有较多黑色物质（1）实验中酒精灯火焰处罩金属网罩的作用是__________。（2）实验中，证明产生了的现象是______。（3）该实验的结论：_________。【反思与评价】（4）实验中没有进行木炭粉与氧化铜质量比为1:14的实验，理由是________。（5）为检验第4次实验生成的红色固体中是否含，所需试剂：_________。答案以及解析1.答案：A解析：A项，给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，选项说法正确；B项，实验过程中，可观察到黑色粉末逐渐变红，选项说法错误；C项，木炭是将氧化铜还原为铜的物质，具有还原性，选项说法错误；D项，实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，防止石灰水倒流，炸裂试管，选项说法错误。2.答案：B解析：先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜，黑色氧化铜变为红色，是因为碳和二氧化碳在高温下反应生成了一氧化碳，一氧化碳和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，证明一氧化碳能还原氧化铜。3.答案：使火焰集中并提高温度；；；冷却；铜和碳和氧化铜；不正确，固体在酒精灯上灼烧，发现有火星，只能证明固体中一定有碳，但不能证明固体中是否有氧化铜，所以不正确解析：[观察与讨论1]碳和氧化铜在高温下反应，酒精灯火焰温度较低，所以酒精灯的火焰周围加了金属网使酒精灯火焰更集中，以并提高温度。碳和氧化铜高温下生成铜和二氧化碳，化学方程式为。二氧化碳和澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为。[观察与讨论2]待试管冷却后才能将试管中的固体取出。固体可能是生成的铜，也可能是剩余的碳或氧化铜。还可能铜、碳、氧化铜的混合物。[实验探究]固体在酒精灯上灼烧，发现有火星，只能证明固体中一定有碳，但不能证明固体中是否有氧化铜，不一定只有碳，所以丙同学的猜想不正确。4、（1）答案：黑色物质减少并有红色固体生成解析：由图可知，A处硬质玻璃管中的反应是碳与氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，观察到的现象是黑色物质减少并有红色固体生成，故填黑色物质减少并有红色固体生成。（2）答案：CO；解析：B处硬质玻璃管中的黑色物质中析出少量红色固体，即B处有铜生成，说明木炭还原氧化铜生成了具有还原性的气体，即一氧化碳，故填CO；由题文可知，B处硬质玻璃管中的反应是一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，故反应的化学方程式写为：。（3）答案：排除装置中的空气对实验的影响；防止倒吸解析：反应前，先打开，向装置内通一段时间的原因是排除装置中的空气，防止空气中的氧气与A装置中的木炭反应生成二氧化碳，对实验产生影响，故填排除装置中的空气对实验的影响；装置C的作用是防止装置D中的液体倒吸，导致玻璃管骤冷发生炸裂，故填防止倒吸。（4）答案：同意（或是）；CO和CuO反应也能生成解析：由题文可知，装置A中可能生成一氧化碳，生成的一氧化碳也能够与装置B中的氧化铜反应生成二氧化碳，故填同意，CO和CuO反应也能生成。（5）答案：收集尾气解析：一氧化碳不溶于水，所以D装置除了可以检验二氧化碳，还有的作用是通过排水法收集尾气，避免尾气中残留的一氧化碳排放到空气中污染空气，故填收集尾气。5.答案：（1）排尽装置内的氧气（2）集中火焰，提高温度 ；黑色固体变红（3）A ；B； ；4解析：实验过程：（1）打开弹簧夹，使氮气通入硬质玻璃管，目的是排尽装置内的氧气，防止碳与氧气反应生成二氧化碳；（2）碳还原氧化铜需要在高温条件下进行，使用酒精灯网罩的作用是集中火焰，提高温度；碳和氧化铜都是黑色固体，碳和氧化铜在高温条件下反应生成红色的铜和二氧化碳，玻璃管中的现象是黑色固体变红；（3）为防止液体倒吸炸裂玻璃管，应先打开弹簧夹，通入氮气，再移去酒精灯；故填：A；B；实验结论：碳和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为；反思与提高：反应生成二氧化碳的质量为：68.6g-67.5g=1.1g；解：设参加反应氧化铜的质量为x解得答：参加反应的氧化铜的质量为4g。6.答案：（1）使火焰集中并提高温度（2）澄清石灰水变浑浊（3）木炭与氧化铜反应的最佳质量比为1:12（4）木炭与氧化铜的质量比为1:13时，氢化铜已过量（5）稀硫酸解析：（1）酒精灯的火焰上加有金属网罩可使火焰集中并提高火焰的温度。（2）二氧化碳跟澄清石灰水中氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀，溶液变浑浊。（3）结合实验现象分析木炭粉与氧化铜的质量比，可以看出木炭粉与氧化铜质量比为1:12时为最佳比，反应物全部转化，原料利用率最高。（4）从实验现象可以看出，在木炭粉与氧化铜的质量比大于1:12时，木炭过量，小于1:12时，氧化铜过量，所以有木炭粉与氧化铜的质量比1:13的一组数据即可完成实验，不需要再增加木炭粉与氧化铜质量比为1:14的实验。（5）根据题目信息可知，氧化亚铜可溶于稀硫酸生成蓝色硫酸铜溶液，铜与稀硫酸不反应，可以将固体加到稀硫酸中，根据固体溶解情况及溶液是否变蓝，判断有无氧化亚铜的生成。

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