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【题目】如图A为碳还原氧化铜的实验装置图。老师指出反应物不同的质量比可能会影响生成物的种类,在学习时,可以从定性观察和定量分析两个角度来判断生成物。请你跟随老师的思路,探究碳还原氧化铜生成的气体.(浓硫酸具有吸水性)
【提出问题】:碳还原氧化铜生成的气体是什么?
【作出猜想】:猜想①:CO 猜想②:CO2 猜想③:
【实验设计】:装置图如图:
方案一:从定性观察角度判断:
若猜想3成立
Ⅰ、B处的现象是 , D处发生反应的化学反应方程式
Ⅱ、该实验装置存在的缺陷是。
方案二:从定量计算角度判断:
测定表格中的四个数据:

反应前的质量

反应后的质量

装置A

m1

m2

装置B

m3

m4

Ⅰ、若猜想②成立,则m4m3m1m2(选填“>”、“<”或“=”),此时A中的现象是
B发生反应的化学方程式为
Ⅱ、实际测量中B增加的质量小于理论值,请你分析可能的原因

【答案】CO和CO2;澄清石灰水变浑浊;CO+CuO Cu+CO2;缺少尾气处理装置;=;黑色粉末变红色;CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+ CO2↑;装置内会残留少量的CO2未被澄清石灰水吸收
【解析】由反应前后的物质元素组成可知,反应后的气体可能是一氧化碳或二氧化碳或一氧化碳和二氧化碳;若生成物为一氧化碳和二氧化碳,则B处澄清石灰水会变浑浊,D处导出的一氧化碳会燃烧生成二氧化碳;有关一氧化碳的实验必须要有尾气处理装置;碳与氧化铜反应时,试管内减少质量为碳元素和氧元素的质量,若生成气体只有二氧化碳,即二氧化碳中碳、氧元素的质量;碳与氧化铜反应现象为黑色固体逐渐变黑;因产生的二氧化碳不能全部排出进入B中吸收,所以实际上测得数值会小于理论值。

根据碳与氧化铜反应分析,碳与氧化铜都是黑色固体,反应后生成的铜是红色固体;根据质量守恒定律反应前后元素种类不变分析,推测出反应后的物质可能,然后再利用物质的性质进行验证。碳与氧化铜反应固体减少的质量为生成二氧化碳的质量。

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