(2018·北京)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1~2.5 g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:Cu2O+H2SO4 
CuSO4+H2O+Cu。
(进行实验)
实验1:取质量比1∶11的木炭粉和氧化铜混合物1.3 g,进行实验。
| 序号 | 装置 | 反应后物质的颜色、状态 |
| 1-1 |
| 黑色粉末中混有少量红色固体 |
| 1-2 |
| 红色固体有金属光泽,混有极少量黑色物质 |
实验2:取一定量的混合物,用1-2装置进行实验。
| 序号 | 木炭粉与氧化铜的质量比 | 反应后物质的颜色、状态 | |
| 2-1 | 1∶9 | 红色固体有金属光泽 | 混有少量黑色物质 |
| 2-2 | 1∶10 | 混有很少量黑色物质 | |
| 2-3 | 1∶11 | 混有极少量黑色物质 | |
| 2-4 | 1∶12 | 无黑色物质 | |
| 2-5 | 1∶13 | 混有较多黑色物质 | |
(解释与结论)
(1)配平化学方程式:
1C+ CuO
Cu+ CO2↑。
(2)实验1-2中,证明产生了CO2的现象是 。
(3)实验1的目的是 。
(4)实验2的结论是
。
(反思与评价)
(5)实验2没有进行质量比为1∶14的实验,理由是 。
(6)为检验2-4的红色固体中是否含Cu2O,所需试剂是 。
答案
(1)2 2 1
(2)澄清石灰水变浑浊
(3)探究木炭粉与氧化铜的受热面积对反应生成物的影响
(4)木炭粉与氧化铜反应的最佳质量比为1∶12
(5)木炭粉与氧化铜质量比为1∶13时,氧化铜已过量
(6)稀硫酸
解析：本题考查实验探究碳还原氧化铜的最佳实验条件、化学方程式的配平。(1)配平的化学方程式为C+2CuO
2Cu+CO2↑。(2)使用澄清石灰水检验CO2,所以实验1-2中,证明产生了CO2的现象是澄清石灰水变浑浊。(3)实验1中,对比两实验反应物、反应条件和生成物均一样,只有加热的操作方式不同,即木炭粉和氧化铜的受热面积不同,故实验1的目的是探究木炭粉与氧化铜的受热面积对反应生成物的影响。(4)根据实验2可知:木炭粉与氧化铜质量比为1∶12时恰好完全反应,故木炭粉与氧化铜反应的最佳质量比为1∶12。(5)木炭粉与氧化铜质量比为1∶12时恰好完全反应,木炭粉与氧化铜质量比为1∶13时,氧化铜已过量,则木炭粉与氧化铜的质量比为1∶14 的实验就不需要进行了。(6)反应后的主要物质是铜,属于不活泼的金属,不与稀硫酸发生反应;根据资料可知,Cu2O能与稀硫酸发生化学反应,生成硫酸铜、水和铜,故可以选用稀硫酸鉴别红色固体中是否含有Cu2O。
