氢气、一氧化碳、碳还原氧化铜实验一、三种还原剂还原氧化铜实验比较甲黑色CuO变成红色，试黑色二、经典题型训练1.一氧化碳还原氧化铜实验的过程中有如下几步操作: ①点燃酒精灯,加热氧化铜; ②撤去酒精灯,停止加热; ③通入一氧化碳气体; ④停止通入一氧化碳气体; ⑤让还原出的金属铜完全冷却。
其中正确操作的顺序为（）A. ①③②④⑤B. ③①②⑤④C. ③①②④⑤D. ①③②⑤④2.用一氧化碳还原氧化铜后,发现已制得的铜又很快变黑了,请推测产生这种现象的原因可能是( )A. 温度太低B. 试管口倾斜了C. 反应开始时,没有把试管内的空气排干净D. 铜没有在一氧化碳气流中冷却而又被空气中的氧气所氧化3.氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下，有关说法错误的是（）A. 实验时都应该先通入气体后加热,防止发生爆炸B. 两者都可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生C. 甲试管略向下倾斜,乙玻璃管保持水平,是因为两种气体的密度不同D. 甲无尾气处理装置而乙有,是因为一氧化碳有毒而氢气无毒4.木炭还原氧化铜和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如下，下列说法正确的是（）A.木炭、一氧化碳与氧化铜的反应都属于置换反应B.两空实验的相关反应中，只有碳元素的化合价发生改变C.两个实验中都可观察到红色固体变黑D.两个实验的操作中都要防止液体倒吸5.如图是木炭与氧化铜反应的实验装置图，下列说法错误的是（）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，可观察到澄清石灰水变浑浊C.碳在反应中发生了氧化反应，表现出还原性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6.氢气、木炭、一氧化碳是金属冶炼中常用的还原剂．如图甲是氢气还原氧化铜的实验，如图乙是木炭还原氧化铁的实验，如图丙是一氧化碳还原氧化铜的实验．（1）实验装置的设计应考虑反应物、生成物的性质和反应条件等因素。
比较图甲和图丙所示的实验装置，从反应物的角度分析它们的不同点，写出一点并说明原因 。
（2）实验步骤的先后次序很重要，如甲实验中反应前须先通氢气后点灯，否则易发生爆炸；请再列出二项不能颠倒的先后次序：甲实验中反应后必须 ，否则生成的红色的铜会变成黑色；丙实验中反应前必须 ，否则易发生煤气中毒． （3）某同学正确操作做完乙实验后，发现澄清石灰水变浑浊，试管中粉末全部变为黑色，用另一试管取5克黑色残留粉末，加入足量稀硫酸充分振荡，她惊讶地发现试管中并未产生预期的气泡，她向老师求教，才知道“铁的氧化物除了氧化铁和四氧化三铁外还有氧化亚铁（也为黑色），其中只有四氧化三铁常温下不溶于稀硫酸”，于是她又对试管中的悬浊液进行过滤和烘干操作，滤液无色澄清，滤渣经称量后仍为5克．请你据此写出乙实验试管中发生的化学方程式 ．（4）到底是什么原因导致乙实验的冶炼效果不理想呢？该同学先经过科学猜想，后用酒精喷灯代替普通酒精灯重做这个实验来加以验证，结果证明她的猜想是正确的．由此推断，该同学的科学猜想是 ．7.某化学兴趣小组同学对木炭还原氧化铜的实验进行了一系列的探究及分析.（1）点燃酒精灯,数分钟后发现图1甲装置的试管中出现的现象是 .乙试管中发生反应的化学 方程式为: .实验完毕,应先将导管移离液面,再熄灭酒精灯,其原因 ;并用弹簧夹夹紧橡皮管,其原因又是（2）C+2CuO ＝＝＝2Cu+CO 2↑，C 将CuO 还原成Cu,故C 作还原剂.①先分析,再归纳:反应前后,还原剂化合价的变化规律是 . ②根据你所得的规律,判断Zn+H 2SO 4═ZnSO 4+H 2↑,还原剂是高温高温（3）联想到单质碳的其他化学性质,小组同学认为在该实验中还可能会有CO 产生. 【查阅资料】CO 气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色 【实验装置】如图2所示【现象结论】C 装置中湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色,证明同学们判断正确.【实验反思】①考虑到有CO 生成,上述实验装置有一个不足之处是 . ②李洋同学对CO 产生的原因进行了分析: 原因一:C+Cu 在高温条件下直接发生反出产生CO;原因二:C+2CuO ＝＝＝2Cu+CO 2↑中的生成物,和反应物又发生了新的反应,产生了CO.请你从选择其中一个原因,用化学方程式表示存在此原因的反应原理 . （4）小组同学对A 装置反应后试管内的残留固体成分作了如下的猜想: 猜想I:只有铜猜想Ⅱ:除铜外,还含有木炭猜想Ⅲ: 猜想Ⅳ:若猜想Ⅱ成立.小组同学想测量该残留固体中铜的质量分数,他们称取了10g 固体样品,采用图示装置(气密性良好,图中铁架台等仪器已略去)准备实验.(已知:碱石灰是固体氢氧化钠和生石灰混合物,可用吸收水和CO 2) 【实验装置】如图3所示【实验步骤】a.在A 、B 、C 、D 四个装置中放入相应的物质,并称量C 装置的质量为20gb.先连接A 、B 装置,打开分液漏斗活塞,慢慢滴加H 2O 2溶液c.稍后再连接C 、D,加热B 装置d.当药品充分反应后,停止加热,继续加入H 2O 2溶液e.关闭分液漏斗活塞,冷却到室温,再次称量C 的质量为22.2g 【数据计算】求得原混合物中铜的质量分数为 .高温请在如图4所示框中简要写出计算过程.【问题讨论】①D装置的作用是 .②在实验步骤b、c中,先连接A、B装置加入H2O2溶液,后连接C、D加热B装置的目的是.③在实验步骤d中,停止加热,继续加入H2O2溶液目的是 .④实验完成后,教师评议说:按上述实验设计,即使B装置中反应完全,C装置吸收完全,也不会得出正确结果.经讨论,有同学提出在之间(填两个装置的代号)加入一装置,就能得到较准确结果,该装置的作用是 ,请你判断原测得结果将 (填“偏大”、“不变”、“偏小”).8.甲、乙两研究性小组在实验室分别用如图I和图II所示的实验装置做木炭还原氧化铜的实验.（1）甲组的实验装置中酒精灯加网罩的目的是,与装置I相比,装置II的优点是．（2）甲组的同学想探究木炭还原氧化铜所生成的气体产物是什么?他们提出了两个猜想,气体产物可能是二氧化碳也可能是一氧化碳,乙组的同学认为甲组同学的猜想不够严谨,气体产物还可能是.甲组同学用图I所示装置进行他们的实验探究,若产生的气体中有一氧化碳,则会造成空气污染,你认为他们设计的实验装置还存在的缺陷是．（3）若W形管中的C和CuO在高温条件下充分反应,乙小组的同学对充分反应后W形管中的固体成分有探究热情,他们提出了三个猜想:①该固体全部是铜;②该固体是铜和氧化铜两种物质的混合物③该固体是铜与木炭的两种物质的混合物;④该固体是铜、木炭和氧化铜三种物质的混合物,你认为上述猜想中明显不成立的是哪个,原因是．9.小金利用图示装置进行甲、乙对比实验，探究温度对CO和F e2O3反应的影响（固定装置略）。
（1）从实验安全角度考虑，图示装置还应采取的改进措施是。
（2）完全反应后，两组的生成物均为黑色粉末（纯净物），分别用两组生成物进行以下实验：①甲组的黑色粉末与稀盐酸反应的化学方程式是。
②小金查阅资料后发现F e3O4在常温下不与稀盐酸、CuSO4溶液反应，故猜想乙组的生成物为F e3O4。
他又发现m2恰好为g ，这可成为支持上述猜想的新证据。
10.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，〖进行实验〗实验1：取质量比1:11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。
实验2：取一定量的混合物，用1—2装置进行实验。
〖解释与结论〗（1）写出反应的化学方程式： ，这个反应中CuO 是______剂。
（2）实验1—2中，证明此产生了CO 2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）有同学建议用超细炭粉与氧化铜粉末进行实验，你认为这样建议的理由是 （6）实验2未进行质量比为1：14的实验，理由是11.利用化学变化可以制备新物质，CO 是一种无色、无臭的气体，密度比空气略小，难溶于水，易于血红蛋白结合，具有可燃性．请结合所学知识和CO 的相关信息回答下列问题：（1）下列两个反应都能生成CO ，从实验室制备气体的思路分析，实验室制备CO 选择反应②而不用①的理由是 ________（任选一个角度回答） ①炽热的焦炭和水蒸气反应：C+H 2O====CO+H 2②草酸晶体和浓硫酸供热：H 2C 2O 4======CO 2↑+CO ↑+H 2O（2）某同学设计下列装置制备、提纯CO ，并用CO 来还原氧化铜．请根据如图回答：（3）①写出一氧化碳还原氧化铁的化学反应方程式 ． ②该同学的设计存在的一处明显缺陷是 ． 用改进后装置进行实验，在点燃E 处酒精灯之前，必须进行的一项操作是 （从实验安全角度考虑）．③装置B 的作用是 ，B 中发生反应的化学方程式为④证明一氧化碳能还原氧化铁的实验现象是：装置E 中固体颜色的变化为 ， C 中 _，F 中 ．④在此实验中,我们还认识到CO 和CO 2的化学性质有许多的不同.试从微观的角度分析CO 和CO 2化学性质不同的原因是12.化学小组根据氨气还原氧化铜的反应,设计实验测定Cu 元素的相对原子质量. 已知:① ═ ↑ ②氨气 是碱性气体 请结合下图回答问题.高温浓H 2SO 4 Δ（1）将纯净干燥的氨气通入B中,观察到玻璃管内黑色固体变为亮红色,管口有液滴,同时生成空气中含量最多的气体,写出B中发生反应的化学方程式为（2）测定Cu元素相对原子质量的实验过程为:先称量CuO的质量,完全反应后测定生成水的质量,由此计算出Cu元素的相对原子质量.Ⅰ.小组同学利用上图进行实验,装置连接的合理顺序是(填序号,装置可重复使用)Ⅱ.在本实验中,使测定结果偏大的原因可能是(填序号);①CuO未完全起反应②CuO不干燥③CuO中混有不反应的杂质④ NH4Cl与 Ca(OH)2混合物不干燥Ⅲ.在本实验中,还通过测定的质量达到实验目的.13.某化学兴趣小组为了验证甲烷与水蒸气经高温催化反应得到的混合气体（以下简称“合成气”）中含有生成的氢气和一氧化碳，同时检验“合成气”中是否含有未反应完的甲烷和水蒸气，进行了如图所示的实验。
查阅资料知，氧化铁与氢气在高温条件下反应生成铁和水；氧化铁与甲烷在高温条件下反应生成铁、二氧化碳和水。
（1）请写出甲烷与水蒸气在高温催化条件下反应的化学方程式。
（2）实验开始前要先通一会“合成气”，然后再点燃B处的酒精喷灯，目的是。
（3）装置C和D的连接顺序颠倒，会影响实验操作，原因是。
（4）实验结束后，测得装置A、C、D的质量均增加，其中装置C增加了3.6g，装置D增加了3.3g。