Question

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(shí)驗(yàn)介紹這一知識(shí)．

（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(shí)驗(yàn)時(shí)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

 

．
（3）圖Ⅱ酒精燈火焰處加有鐵絲網(wǎng)罩，其作用時(shí)

 

．
（4）為了提高成功率，某研究小組設(shè)計(jì)如圖Ⅱ方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．
裝置改進(jìn)：
穩(wěn)定的高溫是本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵因素之一，實(shí)驗(yàn)裝置也會(huì)影響加熱的效率．圖Ⅱ裝置將臥式裝置改為直立式裝置．實(shí)驗(yàn)時(shí)，將反應(yīng)混合物夯實(shí)于試管底部，調(diào)節(jié)酒精燈使外焰完全包圍試管的下部．你認(rèn)為該設(shè)計(jì)是否更好？

 

（填“是”或“否”）；理由是

 

；
實(shí)驗(yàn)研究：
分別稱取2g木炭與CuO的混合物，按每種比例重復(fù)實(shí)驗(yàn)3次．實(shí)驗(yàn)記錄如下表：
總質(zhì)量相同（2g）但木炭與CuO比例不同的實(shí)驗(yàn)對(duì)比表

比例	1：6	1：7	1：8	1：9	1：10～1：11	1：12	1：13
加熱時(shí)間	1′51″	1′43″	1′57″	1′51″	1′51″	1′53″	4′
實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果	表層銅珠較大，出現(xiàn)未完全反應(yīng)的黑色木炭粉末，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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析，影響實(shí)驗(yàn)的另一因素是

 

；從產(chǎn)物分析，該反應(yīng)混合物的最佳比例范圍是

 

．
反思交流：
交流中小敏認(rèn)為裝置圖Ⅰ存在一定的問(wèn)題，請(qǐng)你指出它的主要問(wèn)題是

 

，改進(jìn)的方法是

 

．
提出問(wèn)題：關(guān)于影響該實(shí)驗(yàn)的因素，你認(rèn)為還可進(jìn)一步探究的問(wèn)題

 

．

Answer 1

分析：（1）直接寫出化學(xué)方程式
（2）與反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快
（3）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度
（4）裝置改進(jìn)：
將臥式改為直立式，同時(shí)用火焰把試管包住會(huì)影響，火焰與氧氣的接觸面積變小
實(shí)驗(yàn)研究：
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產(chǎn)物也不同，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得出該題答案，即反應(yīng)最完全的．
反思交流：
在碳和氧化銅反應(yīng)的過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳有毒
提出問(wèn)題：
題目中驗(yàn)證的是反應(yīng)物的質(zhì)量比例，對(duì)于反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的形狀等都可能對(duì)反應(yīng)速率有影響

解答：解：（1）直接寫出化學(xué)方程式
（2）與反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快，所以把塊狀的木炭變成碳粉更利于反應(yīng)的進(jìn)行
（3）加上燈罩可以使火焰更集中，提升溫度，利于反應(yīng)的進(jìn)行
（4）裝置改進(jìn)：將臥式改為直立式，同時(shí)用火焰把試管包住會(huì)影響，火焰與試管底部的接觸面積變大，可以充分利用燃燒產(chǎn)生的熱量；
實(shí)驗(yàn)研究：
通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出氧化銅和碳粉的比例不同，得到產(chǎn)物也不同，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以得出該題答案，即反應(yīng)最充分的．
反思交流：
在碳和氧化銅反應(yīng)的過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一氧化碳?xì)怏w，而一氧化碳有毒，會(huì)污染空氣，所以要在最后設(shè)置一個(gè)尾氣處理裝置．
提出問(wèn)題：
題目中驗(yàn)證的是反應(yīng)物的質(zhì)量比例，對(duì)于反應(yīng)的溫度、反應(yīng)的形狀等都可能對(duì)反應(yīng)速率有影響
故答案為：
（1）直接寫出化學(xué)方程式C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑
（2）增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)更充分
（3）使火焰更集中
（4）裝置改進(jìn)：是；提高熱效率，受熱更均勻
實(shí)驗(yàn)研究：反應(yīng)物的比例；1：10～1：11
反思交流：尾氣沒(méi)有處理，過(guò)程中可能產(chǎn)生的一氧化碳會(huì)污染環(huán)境；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(diǎn)燃或用氣球收集起來(lái)．）
提出問(wèn)題：反應(yīng)物的形狀（或反應(yīng)溫度）

點(diǎn)評(píng)：本題在考查“影響反應(yīng)速率的因素”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)時(shí)，采用了多個(gè)不同的例子，通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到結(jié)果分析生成結(jié)論，注重考查學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力．