人教版化学九年级上册课本实验:木炭还原氧化铜
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《木炭还原氧化铜实验》微型化学实验设计
一、改进实验的目的
木炭还原氧化铜的实验是中学化学实验教学的重点之一,在课堂教学中,许多老师及学生都感到实验时间长,实验现象不明显。
为解决这个问题,特设计了一套进行木炭还原氧化铜实验的微型化装置,整个装置简单,易于操作,实验效果良好。
二、实验仪器及试剂
直径约4mm、长为10cm的玻璃管两根,酒精灯一个,石灰水,乳胶管
三、实验仪器装置图及仪器的组装说明
取其中一根玻璃管用酒精喷灯将一端封口,制成微型试管,内装事先准备好的氧化铜粉末和木炭粉,另一根弯成近90。
作为导管;用乳胶管将微型试管和导管连接,然后如图所示连接好装置。
四、实验操作部分
①将直径约4mm玻璃管截取两根长为10cm,其中一根用酒精喷灯将一端封口,制成微型试管,另一根弯成近90°作为导管;
②取0.1gCuO粉末和0.01g碳粉,在白纸上轻轻混匀后,把药品小心送入自制微型试管底部,将管口稍稍向下倾斜固定于微型操作台上;
③小心敲动试管,使药品平铺在试管底壁上;
④用胶管将微型试管和导管连接,并通入盛有2ml饱和石灰水的小试管中。
如图所示:
⑤用酒精灯加热微型试管,加热约1min后,微型试管出现水珠,这是药品中含有少
量水分;加热至10min时,澄清饱和石灰水出现混浊;加热至12min移去导管,移去酒精灯,冷却后,微型试管壁附有一层红色铜,现象十分明显。
五、装置改进的意义
首先本实验所用的药品,用量较少,能在较短时间内做完,给老师上课赢得了时间;其二,实验装置所需材料简单,有利于学生课内外开展实验;其三,加深了学生对木炭还原氧化铜实验的性质的理解,实验现象的记忆。
木炭还原氧化铜实验装置:实验结果和分析:1:这个实验的准备工作必须做充分,否则最后会失败,这个实验虽然简单,但是很多高中老师在教学过程中都会失败。
根据上课老师对我们的讲解和分析,我们知道这个实验前的准备工作:碾磨和烘干很重要。
2.实验中木炭和氧化铜的配比也很重要,理论上是1:13.3,因为反应过程中,木炭会和试管中残留的空气中的氧气反应,所以炭粉应该对一些,我们在试验中按照老师的要求用了1:10的配比。
3.碾磨过程中,我们组碾磨了五分钟,然后对木炭和氧化铜粉末分别放在蒸发皿中进行烘干,对炭粉进行烘干时候我们按照老师的要求,当炭粉出现红晕时候停止烘干,烘干结束,用玻璃片盖在烘干好的炭粉上面让其进行冷却。
我们大概估测了炭粉需要的时间,对于氧化铜,我们选用基本相同的时间进行烘干,烘干结束,同样将其盖好进行冷却,当两者都冷却至室温,我们将其放在我们实现烘干好的试管中。
4.加热前,必须对装置进行气密性检验,检验结束,将混合均匀干燥的木炭和氧化铜混合物倒入试管中,使其平铺在试管底部,连上导气管,插入澄清石灰水中,用酒精灯进行预热后开始加热。
5. 刚开始加热后有少量气泡产生,但没有变浑浊,只是试管壁上仍有少量的水附着,2min后气泡连续均匀的产生,澄清石灰水也开始微微变浑浊,随着反应的进行,反应逐渐加快,4min后澄清石灰水明显变浑浊且有大量的白雾产生,这时在试管中看到红亮火焰似反应发生6.当试管中药品冷却后倒入石棉网上进行观察:发现有砖红色块状固体和光亮红色颗粒产生,还有少量的碳粉,试管壁上还有少量砖红色和光亮红色的物质。
问题:1.为什么我们要将木炭燃烧至有红晕产生,怎样把握氧化铜干燥程度?答:因为查资料那些没有明确的说明,所以我们拿木炭的干燥程度来进行对比,我们小组先做的是木炭的干燥,估计一下大概干燥的时间,再对氧化铜进行相同时间的干燥。
2.实验过程中,为什么试管壁上仍有少量的水珠生成?答:在实验前我们将试管加热干燥,并且炭和氧化铜都干燥完全,可能是在空气中放置炭,炭中的灰分对水蒸气有强的吸附能力,还会带入少量的水分,也有可能是试管为干燥完全,但是这个对实验却没有太大影响。
初三化学实验:碳及其化合物的木炭还原氧化铜实验用品
酒精灯、试管两支、木块、带有橡皮塞的直角玻璃导管一根。
木炭粉、黑色的氧化铜、澄清的石灰水。
实验步骤
1.按(左图)从下到上安装好仪器,试管中略向下倾斜。
2. 将木炭粉和黑色氧化铜分别充分烘干后,按一定的质量比称取两种黑色粉末。
放入研钵中反复研碎、混匀。
3. 用角匙或小纸槽将黑色混合物放进试管底部,塞上带有橡皮塞的直角玻璃导管,玻璃导管的另一端插入另一支盛有澄清石灰水的试管中。
4. 点燃酒精灯,先预热试管,然后集中在盛有混合粉末处加强热。
5. 几分钟后,可观看到澄清石灰水变混浊。
6. 拔下橡皮塞,熄灭酒精灯,待试管自然冷却后,将试管中的混合物倒到一张白纸上。
7. 混合粉末中有红色的单质铜生成。
说明
1. 酒精喷灯产生的温度较高,因此,盛有混合粉末的试管应选用耐高温的硬质试管,用一样的试管会烧红穿孔。
2. 如条件承诺,可用管道煤气灯来加热。
3. 所选用的木炭粉和氧化铜粉末一定要烘干,否则实验现象不明显。
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考点分析。
木炭和氧化铜反应
发生的化学反应类型为氧化一一还原反应。
木炭的主要成分为碳,是固态非金属单质,具有还原性。
氧化铜为金属氧化物,具有氧化性。
二者在高温条件下可以发生氧化一一还原反应。
木炭里主要的成分是碳,碳和氧化铜在高温下还原生成一氧化碳和铜,而这个现象需要一定时间。
在前期反应时,首先要进行预热,看到的现象会是将产生气泡,并且速度较快,这里的气泡则是排除试管里的空气。
在实验的中期,可以发现铜片慢慢由黑色变为红色,这是氧化铜被还原的效果。
s。
碳还原氧化铜
碳还原氧化铜是一种常见的化学实验,其目的是通过还原反应将氧化铜还
原成为纯铜。
本文将会详细介绍碳还原氧化铜的实验步骤、原理以及注意事项。
实验步骤:
1. 将一定量的氧化铜样品放入瓷坩埚中。
2. 将一小块细小的木炭块放在氧化铜样品上。
3. 将瓷坩埚放入烧杯中,烧杯充满水,并把烧杯放在热板上加热。
4. 把木炭点燃,加热瓷坩埚。
5. 等待一段时间后,将木炭和瓷坩埚放凉,然后将瓷坩埚中的残留物称重。
6. 计算得出还原了多少氧化铜。
注意事项:
1. 在实验过程中需要佩戴防护手套和护目镜,以免受到化学品的伤害。
2. 在加热瓷坩埚时,需要逐渐加热,以免瓷坩埚破裂。
3. 加热木炭时,需要注意火势是否过大,并要防止火花溅出。
原理:
碳还原氧化铜是一种还原反应。
反应式为:
CuO(s) + C(s) -> Cu(s) + CO2(g)
在这个反应中,氧化铜(CuO)被还原成纯铜(Cu)和二氧化碳(CO2),木炭(C)作为还原剂参与了反应。
在这个反应中,木炭中的碳在被加热时会产生一些不稳定的碳化合物,这
些碳化合物会反应生成一些高温的气体(如CO和H2),这些高温气体会与氧化铜反应,使其还原成为纯铜和二氧化碳。
总之,碳还原氧化铜是一种常见的化学实验,通过玩具实验可以直观的观
察到金属在还原反应中的变化,其某种程度上是学习化学的过程中的必修实验
之一。
木炭还原氧化铜注意事项①要先撤导管再扯酒精灯,防止水倒吸。
②要充分加热木炭和氧化铜粉末,除去其中水分。
③研磨混合要充分。
④加热温度要足够,最好使用酒精喷灯或煤气灯木炭还原氧化铜氧化铜自身具有氧化性,我们可以用碳还原氧化铜。
灼热的氧化铜可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铜+X(氧化物)。
木炭还原氧化铜实验:1.原理:C+2CuO2Cu+CO2↑2.装置:3.现象:①黑色粉末变成红色;②澄清石灰水变浑浊4.步骤:①装药品;②固定试管,连接装置;③加热;④撤出导管;⑤熄灭酒精灯一氧化碳还原氧化铁氧化铁自身具有氧化性,我们可以用一氧化碳还原氧化铁。
灼热的氧化铁可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铁+X(氧化物)。
实验室一氧化碳还原氧化铁:①反应原理:3CO + Fe2O32Fe + 3CO2②装置:③现象:红色粉末逐渐变为黑色;澄清石灰石变浑浊,尾气燃烧时产生蓝色火焰。
④实验步骤:a.检验装置的气密性b.装入药品并固定装置c.通入一氧化碳气体并点燃酒精灯d.待装置内的空气全部排尽后点燃酒精喷灯给氧化铁加热e.当试管内的红色粉末变为黑色时,停止加热f.待玻璃管内的固体冷却后,停止通一氧化碳,并熄灭酒精灯⑤实验结论:红色的氧化铁被一氧化碳还原成单质铁,一氧化碳在高温条件下得到了氧,生成了二氧化碳。
⑥化学反应方程式:3CO + Fe2O32Fe + 3CO2CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O2CO+O22CO2⑦注意事项:a.反应条件:高温;若无洒粉喷灯可在酒精灯火焰上加一个金属网罩。
b.CO有剧毒,实验应在通风橱中进行,未反应完的气体要进行尾气处理;尾气处理方法有收集法、燃烧法(将CO转变为无毒的CO2)以防止污染空气。
c.操作顺序:CO要“早出晚归”,洒精喷灯要“迟到早退”。
实验开始先通入CO,排尽装置内的空气,防止CO 与空气混合,加热时发生爆炸;实验完毕后要继续通入 CO气体,直到玻璃管冷却,防止高温下的铁与空气接触,被氧化。
碳还原氧化铜实验一、教材分析1、“木炭还原氧化铜”是中学教学中一个非常重要的固固高温放热反应实验,该实验验证了C的还原性,从而进一步了解氧化还原反应的本质,在固定的条件下,还原剂能够夺取氧化物中的氧,自身被氧化。
2、该实验成功的标志:(1)有鲜明现象证明反应生成铜单质,最好效果是得到紫红色铜块。
(2)有鲜明现象证明反应生成了二氧化碳(石灰水浑浊)。
(3)反应放热,应发现反应启动后停止加热仍继续红热燃烧。
二、学情分析木炭还原氧化铜在初中阶段是一个很重要的实验。
学生是从这个实验开始接触氧化还原反应,为九年级化学下册金属的冶炼等知识做铺垫。
三、教学目标1、知识与技能:a、知道碳单质的化学性质b、掌握木炭还原氧化铜的实验方法2、过程与方法:a、学习对实验的探究以及创新b、通过本次实验对其他类似实验有初步认识3、情感•态度•价值观:a、通过本次实验培养学生的自主探究能力b、通过实验培养学生的科学素养四、教学重、难点1、本次实验中对碳单质还原性的理解是重点也是难点五、教学过程移出托盘天平,并将称量纸上的氧化铜倒入干净的研钵中,经过研磨后把研钵中的氧化铜倒入坩埚中并将坩埚放置在泥三角上用酒精灯加热(需预热)。
除须称取1g碳粉外步骤同上。
把经过烘干的碳粉与氧化铜粉末混合均匀,用药匙或纸槽小心地铺在试管底部,并根据上图将试管固定在铁架台上。
并将玻璃导管的一端伸入盛有澄清石灰水的试管中。
用酒精喷灯加热盛有氧化铜粉末与碳粉的试管中(需预热),集中加热药品所在部位(加热时间不能太长,试管可能会能变形)。
当试管中的黑色粉末(氧化铜与碳粉的混合物)逐渐出现紫红色或红色晶体后停止加热。
先撤出伸入盛有澄清石灰水的试管的玻璃导管,再撤出酒精灯。
待试管冷却后(冷却时绪防止空气进入试管中)将试管从铁六、板书设计碳还原氧化铜实验一、实验目的1、知道碳单质的化学性质2、掌握木炭还原氧化铜的实验方法二、实验原理实验原理主要反应:C+2CuO =高温= 2Cu+CO2↑(置换反应)副反应:C +CuO =高温= Cu + CO↑(炭过量)碳氧化铜铜一氧化碳C + 4CuO =高温= 2Cu2O + CO2↑(氧化铜过量三、实验步骤1、检查装置气密性2、将托盘天平放置于水平桌面上,在托盘天平的左盘与右盘上放上两形状面积薄厚完全相同的称量纸。
木炭还原氧化铜实验改进木炭还原氧化铜实验是化学教学中经典的实验之一。
该实验的目的是通过还原氧化铜的过程展示还原反应的基本原理和化学反应速率与反应条件之间的关系。
然而,该实验过程中存在一些问题,如实验结果不太稳定、实验时产生的气体无法有效分离以及实验器材不易清洗等,因此需要改进。
下面就对该实验的改进进行探讨。
1. 实验方法(1)溶液制备:将氧化铜加入含酸性的溶液中搅拌,使其充分溶解。
制备好的溶液过多时可储存在冰箱中,以延长其保存期限。
(2)还原反应:将所需要的固体木炭吸湿后,加入氧化铜溶液中,用瓷棒搅拌均匀后,在微弱热源下进行反应。
在实验过程中可以加入一些红磷(P4)来催化反应,使其反应更加强烈。
(3)实验结果:实验后,通过过滤将产生的沉淀分离出来,并使用酒精清洗实验器材,使其完全清洁。
2. 实验改进(1)实验器材改进:实验室可使用塑料吸管代替传统玻璃吸管,以降低实验室事故的风险。
(2)实验结果的稳定性:在氧化铜和木炭溶液中加入一些碳酸镁。
它能够降低溶液的酸度,提高反应的稳定性,从而获得更加准确的实验结果。
(3)气体分离:为解决气体无法有效分离问题,可使用装有活性炭的气体收集罐,在反应结束后将气体输送至收集罐中,活性炭过滤后可将气体有效分离出来。
3. 实验注意事项(1)实验操作应当谨慎,穿戴实验服等相关安全装备;(2)使用红磷催化反应,需在加入后立即开始反应,避免催化剂在搅拌过程中被还原;(3)反应桶不能装满,应仅装填7/8的容积,以避免因化学反应而涨满;(4)实验结束后,应及时将沉淀和废液处理干净,清洗实验器材。
如有废液应分类处理,以防止对环境造成污染。
综上,通过改进实验方法、实验器材和实验注意事项等多个方面,木炭还原氧化铜实验可以更加稳定、准确和安全地进行,有效提高了该实验的教学效果。
木炭还原氧化铜实验步骤
1、从下到上安装好仪器,试管中略向下倾斜。
2、将木炭粉和黑色氧化铜分别充分烘干后,按一定的质量比称取两种黑色粉末,放入研钵中反复研碎、混匀。
3、用药匙或小纸槽将黑色混合物放进试管底部,塞上带有橡皮塞的直角玻璃导管,玻璃导管的另一端插入另一支盛有澄清石灰水的试管中。
4、点燃酒精灯,先预热试管,然后集中在盛有混合粉末处加强热
5、撤出伸入盛有澄清石灰水的试管的玻璃导管,再撤出酒精灯。
待试管冷却后(冷却时防止空气进入试管中)将试管从铁架台上拆卸下来,并将试管中的粉末倒在一张干净的白纸上,将粉末摊开后观察。
木炭还原氧化铜实验目的:通过了解碳在高温时具有还原性实验原理:碳在高温时可以使氧化铜还原成金属铜C+2CuO=CO2↑+Cu。
由于实验实在是试管中进行,存在有一些空气,所以实验中会存在一些副反应如:C+O2=CO2,CO2+C=2CO等。
实验过程及现象:装置图1、取适量的碳粉(约蒸发皿体积的四分之一)于蒸发皿中,用煤气灯烘炒碳粉直至碳粉出现红晕,如岩浆的颜色。
冷却后得到黑色粉末。
2、取体积与碳粉差不多体积的氧化铜粉末烘炒。
冷却后得到黑丝粉末,颜色比碳粉浅。
3、取0.5g烘炒过的碳粉与4g的烘炒过的氧化铜于研钵中,研磨大约三分钟时间。
然后将混合物装入硬质玻璃试管中,夯实。
4、用煤气灯预热试管,然后集中火力对混合物加热。
试管内粉末变红热,如同燃烧起来,迸射出红色火星,此时立即停止加热。
石灰水变浑浊。
试管内无火星时,立即撤走石灰水。
待试管冷却后再将产物倒出来。
5、分别取0.5g碳粉和6.5g氧化铜、0.5g碳粉和5g氧化铜,实验过程与步骤3、4相同实验总结:1、装试剂时不要夯实,,比较上表发现夯得越实产物越少。
2、碳粉与氧化铜的干燥程度与实验的成功息息相关,二者必须充分烘干。
3、碳粉和氧化铜的研磨时间尽可能长,以使碳粉与氧化铜的接触面尽可能的大,增大试验成功可能性。
4、实验中冷却时要即使撤走石灰水,防止倒吸。
5、实验中要观察“舞台烟雾效果”最好能将导管插入水中,然后观察水面。
因为如果直接通入空气,无法排除白雾是由于试管中的粉末造成的可能。
6、在试管冷却之前,不要拔出胶塞,以防灼热的铜与氧气反应。
7、实验中如果碳粉不足,需要烘炒新的碳粉时,不要直接将新碳粉放在干碳粉上直接加热。
因为干碳粉经过干燥后质量较轻,较蓬松,加热会在两种碳粉之间形成气体对流,会出现一股黑烟。
8、实验中可以用铜粉加热制取氧化铜,这样可以使氧化铜更干燥。
9、实验中可以在玻璃导管后加上一截橡胶管,可以在冷却时用止水夹夹住胶管,防止铜与空气反应。
木炭还原氧化铜的教案教案标题:木炭还原氧化铜教案目标:1. 了解木炭还原氧化铜的反应过程和原理。
2. 能够正确操作实验装置和进行实验操作。
3. 观察并记录实验现象,并能够解释观察结果。
4. 培养科学思维和实验设计能力。
适用对象:初中或高中化学课程教案步骤:引入:1. 引导学生回顾氧化还原反应的概念和基本特征。
2. 引导学生思考氧化还原反应在日常生活中的应用。
知识讲解:3. 介绍木炭还原氧化铜的反应方程式:CuO + C → Cu + CO₂。
4. 解释反应过程中的物质变化和能量变化。
5. 引导学生思考为什么木炭可以还原氧化铜,讨论碳的氧化能力和晶体中的离子迁移。
实验操作:6. 展示实验装置和所需材料。
7. 分组进行实验操作,确保学生熟悉实验步骤和安全注意事项。
8. 观察实验现象,记录观察结果。
结果讨论:9. 引导学生讨论实验结果,如产物的颜色、铜的纯度等变化。
10. 解释实验结果与反应方程式的联系。
11. 引导学生思考为什么实验室条件下铜不会被继续氧化。
实验改进:12. 引导学生思考如何改进实验条件和方法,以提高铜的纯度。
13. 分组讨论和设计实验改进方案。
14. 展示和分享实验改进方案,并讨论其可行性和预期结果。
总结:15. 总结实验过程和结果。
16. 引导学生思考氧化还原反应和实验设计的重要性。
17. 鼓励学生运用所学知识解释自然现象和探索新的科学问题。
教学评估:18. 提供教师评估表,评估学生在知识理解、实验操作、实验结果讨论和实验改进方案设计等方面的表现。
19. 布置相关练习和作业,加强巩固学生对木炭还原氧化铜反应的理解和应用能力。
拓展活动:20. 鼓励学生独立探究其他氧化还原反应并进行实验验证。
21. 引导学生撰写实验报告,包括目的、材料与方法、实验结果和讨论等内容。
这份教案旨在帮助学生理解木炭还原氧化铜反应的原理和过程,培养他们的科学思维和实验设计能力。
教案的内容可以根据教学实际情况进行调整和适应,确保学生能够全面理解并掌握相关知识和技能。
实验2 木炭还原氧化铜
实验类型:
验证性实验
实验目的:
1.学习仪器的连接、药品的取用、给物质加热等实验基本操作;
2.认识木炭与氧化铜的反应,了解木炭的还原性。
实验用品:
酒精灯(或酒精喷灯)、网罩、硬质试管、铁架台、铁夹、单孔橡皮塞、导管、药匙、研钵、火柴;
澄清的石灰水、木炭、氧化铜。
实验过程:
2.给试管加热。
先使试管
然后集中在试管的
3.实验结束后,先移出
再熄灭。
问题与讨论:
1.实验中在酒精灯火焰上加了一个网罩,其作用是什么?
2.实验结束后,为什么先移出导管,再熄灭酒精灯?。
木炭的氧化铜实验原理实验目的:本实验旨在探究木炭与氧化铜的化学反应,通过研究木炭在高温下与氧化铜的反应过程,了解化学反应的基本原理,以及探索实际应用中的可能性。
实验原理:木炭是一种燃料,主要成分是碳,具有较高的燃烧热值。
氧化铜是一种氧化物,化学式为CuO,是一种黑色固体。
在高温条件下,木炭可以与氧化铜发生还原反应,生成金属铜和二氧化碳。
还原反应的原理是指,一种物质失去氧或获得氢,从而使其氧化态下降的反应。
在实验条件下,木炭作为一种还原剂,能够夺取氧化铜中的氧原子,使其还原成金属铜。
实验步骤:1. 准备实验器材:包括砂芯燃烧炉、试管、氧化铜粉末和木炭颗粒等。
2. 将氧化铜粉末平均地放入试管中,填充到一定高度。
3. 加入适量的木炭颗粒,并轻轻摇晃试管,使木炭与氧化铜充分混合。
4. 将试管置于砂芯燃烧炉中,用酒精灯对试管进行加热,观察反应过程。
实验现象:随着试管受热,木炭与氧化铜发生化学反应。
最初,试管内为黑色氧化铜粉末和木炭颗粒的混合物。
当试管受热达到一定温度后,氧化铜粉末逐渐变成红色,同时产生了金属铜的光亮。
同时,还会伴随着气体的产生,这是二氧化碳气体的释放。
整个反应过程伴随着明显的颜色变化和气体的释放,直观而清晰。
实验结果:实验结果表明,经过热解,木炭与氧化铜发生了还原反应。
黑色的氧化铜被还原成了红色的金属铜,同时产生了大量的二氧化碳气体。
随着反应的进行,试管内的反应物发生了明显的变化,反应最终得到了金属铜和二氧化碳两种产物。
实验分析:木炭与氧化铜的反应为还原反应,木炭作为还原剂参与了反应过程,夺取了氧化铜中的氧原子。
这一反应过程中,氧化铜发生了化学变化,由二价氧化物还原为了金属铜。
这一实验结果从化学反应的角度验证了木炭作为一种还原剂的特性。
实际应用:木炭与氧化铜的化学反应过程在现实生活中具有一定的应用价值。
例如,这一反应可以用于提取金属铜。
在工业生产中,通过这一还原反应,可以从氧化铜中提取出金属铜,为资源的综合利用提供了可能性。
木炭与氧化铜反应化学方程
碳作为还原剂拥有和氢气、一氧化碳相似的化学性质,都可以从金属氧化物中还原出金属单质。
碳和氧化铜反应的化学方程式为:C+2CuO==高温==2Cu+CO2↑。
碳是一种具有还原性的非金属。
在一定条件下,用碳可以还原氧化铜生成铜单质。
碳还原氧化铜的化学方程式:主反应:c+2cuo==高温==2cu+co2↑(置换反应)。
副反应:
c+cuo=高温=cu+co↑(炭过量);c+4cuo=高温=2cu2o+co2↑(氧化铜过量)。
碳还原成氧化铜的实验现象:黑色粉末逐渐变为明亮的紫红色,分解成气体灌入回应的'石灰水后,并使回应石灰水变小混浊。
有时可以诱发暗红色液态分解成(氧化亚铜)。
在这个反应里,氧化铜失去氧而变成单质铜。
这种含氧化合物里的氧被夺去的反应,叫做还原反应。
其中碳是还原剂。
木炭是使氧化铜还原为铜的物质,它具有还原性。
单质碳的还原性可用于冶金工业。
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:2C+2CuO2Cu+CO 高温(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2CO +C 2CO 高温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1k ,向装置内通一段时间2N 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______g 。
6.1~2.5g 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:22442Cu O H SO CuSO H O Cu +++;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。
(2)实验中,证明产生了CO的现象是______。
2(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Cu O,所需试剂:2_________。
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;2C+2CuO 2Cu+CO ↑高温;()2322CO +Ca OH =CaCO +H O ↓;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2C+2CuO 2Cu+CO ↑高温。
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()2322CO +Ca OH =CaCO +H O ↓。
[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 ;2CO+CuO Cu+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:2CO+CuO Cu+CO △。
(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1k ,向装置内通一段时间2N 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2CO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2CO 。
(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 ;2C+2CuO 2Cu+CO 高温 ;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2C+2CuO 2Cu+CO ↑高温;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x2C +2CuO2Cu +CO 160441.1gx ↑高温 16044 1.1gx = 解得4g x =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。