2026年启东中学作业本九年级化学上册人教版盐城专版第142页答案
18.$B$ 用木炭还原氧化铜的实验如图所示,请回答下列问题。
(1)酒精灯加灯罩的目的是
集中火焰,提高温度

(2)刚开始预热,试管②中立即产生气泡,但澄清石灰水不变浑浊,原因是
刚开始排出的气体是空气

(3)继续加热,观察到试管①中的现象是
黑色粉末逐渐变成红色
,试管①中反应的化学方程式是
$C +2CuO\xlongequal{\mathrm{高温}}2Cu +CO_{2}\uparrow$
,在这个反应中
木炭
(填“木炭”或“氧化铜”)是还原剂;试管②中的现象是
澄清石灰水变浑浊

(4)停止加热时,应先将导管从试管②中撤出,原因是
防止试管②中的石灰水倒流使热的试管①炸裂
;待试管①冷却后再把试管里的粉末倒出,这样操作的原因是
防止灼热的铜再次被空气中的氧气氧化

答案

18.(1)集中火焰,提高温度
(2)刚开始排出的气体是空气
(3)黑色粉末逐渐变成红色 $C +2CuO\xlongequal{\mathrm{高温}}2Cu +CO_{2}\uparrow$ 木炭 澄清石灰水变浑浊
(4)防止试管②中的石灰水倒流使热的试管①炸裂 防止灼热的铜再次被空气中的氧气氧化

解析

【分析】
本题考查木炭还原氧化铜的实验,需结合实验原理、操作要点和现象逐一分析问题:
1. 木炭还原氧化铜需要高温条件,酒精灯加灯罩可集中火焰提升温度,满足反应的温度需求;
2. 刚开始预热时,装置内的空气受热膨胀排出,此时还未生成二氧化碳,因此澄清石灰水不变浑浊;
3. 反应过程中,黑色氧化铜被还原为红色铜,同时生成二氧化碳,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;反应中木炭夺取氧化铜中的氧,作还原剂;
4. 停止加热时先撤导管是为了防止倒吸,冷却后倒出粉末是避免生成的铜被氧化。
【解析】
(1) 木炭还原氧化铜需要高温,酒精灯加灯罩可集中火焰,提高温度,故答案为:集中火焰,提高温度。
(2) 刚开始预热时,排出的是装置内的空气,还未产生能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳,因此石灰水不变浑浊,故答案为:刚开始排出的气体是空气。
(3) 反应时,黑色的氧化铜被还原为红色的铜,所以试管①中黑色粉末逐渐变成红色;反应的化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow}$;该反应中木炭夺取氧化铜中的氧,作还原剂;生成的二氧化碳进入试管②,使澄清石灰水变浑浊,故答案依次为:黑色粉末逐渐变成红色;$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow}$;木炭;澄清石灰水变浑浊。
(4) 停止加热时,若先熄灭酒精灯,试管①内温度降低,压强减小,会导致试管②中的石灰水倒流,使热的试管①炸裂;待试管①冷却后再倒出粉末,是因为生成的铜在高温下易与空气中的氧气反应重新被氧化,故答案依次为:防止试管②中的石灰水倒流使热的试管①炸裂;防止灼热的铜再次被空气中的氧气氧化。
【答案】
(1) 集中火焰,提高温度
(2) 刚开始排出的气体是空气
(3) 黑色粉末逐渐变成红色;$\ce{C +2CuO\xlongequal{\mathrm{高温}}2Cu +CO_{2}\uparrow}$;木炭;澄清石灰水变浑浊
(4) 防止试管②中的石灰水倒流使热的试管①炸裂;防止灼热的铜再次被空气中的氧气氧化
【知识点】
碳的还原性;化学实验基本操作;化学方程式书写
【点评】
本题为初中化学基础实验题,围绕木炭还原氧化铜的实验展开,考查实验的操作要点、反应原理、现象及注意事项,是碳单质化学性质的重点考查内容,需熟练掌握实验细节。
【难度系数】
0.7
19. C 我国古代将炉甘石$(ZnCO_{3})$、赤铜$(Cu_{2}O)$和木炭粉混合加热到约$800^{\circ }C$,得到黄铜(锌和铜的合金),现进行模拟,工艺流程如图甲所示。

已知:$2\mathrm{ZnCO_{3}}+2\mathrm{Cu_{2}O}+2\mathrm{C}\xlongequal{800°C}2\mathrm{Zn}+4\mathrm{Cu}+4\mathrm{CO_{2}}\uparrow$
(1)流程中体现了木炭的
还原性
(填“可燃性”或“还原性”);“磨细、混匀”的目的是
增大反应物的接触面积,使反应更充分

(2)气体A中一定含有$\mathrm{CO_{2}}$,可能含有
CO(或一氧化碳)

(3)若用该工艺制备了1000g黄铜产品,其中铜单质的质量分数为64%。产生这些铜单质所需$\mathrm{Cu_{2}O}$的质量是多少?(写出计算过程)
(4)“高温还原冷却”过程中,假设产品中氧元素的质量分数随时间的变化如图乙所示。若(3)中产品是在$t_{4}$后得到的,且产品中只含三种元素,则1000g黄铜产品中至少含锌元素的质量是多少?(写出计算过程)

答案

19.(1)还原性 增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2)CO(或一氧化碳)
(3)解:设所需$Cu_{2}O$的质量是$x$。
$2ZnCO_{3} +2Cu_{2}O +2C\xlongequal{800℃}2Zn +4Cu +4CO_{2}\uparrow$
$288$ $256$
$x$ $1000\mathrm{g}×64\%$
$\dfrac{288}{256}=\dfrac{x}{1000\mathrm{g}×64\%}$
$x=720\mathrm{g}$
答:产生这些铜单质所需$Cu_{2}O$的质量是720g。
(4)解:若(3)中产品是在$t_4$后得到的,则氧元素的质量分数为0.32%,则1000g产品中含氧元素的质量为$1000\mathrm{g}×0.32\%=3.2\mathrm{g}$,含铜的质量为$1000\mathrm{g}×64\%=640\mathrm{g}$,因为产品中只含三种元素,故黄铜中至少含锌元素的质量为$1000\mathrm{g}-640\mathrm{g}-3.2\mathrm{g}=356.8\mathrm{g}$。

解析

【分析】
本题围绕古代炼黄铜的工艺流程展开,需结合碳的性质、化学反应规律及化学计算解答各问题:
1. 第(1)问:木炭在反应中夺取氧化物中的氧,体现还原性;磨细混匀是为增大反应物接触面积,让反应更充分。
2. 第(2)问:反应生成的CO₂在高温下可与过量木炭反应生成CO,故气体A可能含CO。
3. 第(3)问:根据给定化学方程式,找出Cu₂O与Cu的质量关系,结合黄铜中铜的质量,列比例式计算所需Cu₂O的质量。
4. 第(4)问:t₄后氧元素质量分数稳定,产品含Zn、Cu、O三种元素,总质量减去Cu和O的质量,即为锌元素的最少质量。
【解析】
(1) 木炭在反应中作为还原剂,夺取金属氧化物中的氧,体现还原性;“磨细、混匀”能增大反应物的接触面积,使反应更充分进行。
(2) 反应中生成的CO₂在高温下可与过量木炭发生反应:$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$,因此气体A中除CO₂外,还可能含有CO。
(3) 设所需$\ce{Cu_{2}O}$的质量为$x$。
根据反应式$\ce{2ZnCO_{3} +2Cu_{2}O +2C\xlongequal{800℃}2Zn +4Cu +4CO_{2}\uparrow}$,$\ce{Cu_{2}O}$的相对总质量为$2×(64×2+16)=288$,生成Cu的相对总质量为$4×64=256$。
黄铜中铜的质量为$1000\mathrm{g}×64\%=640\mathrm{g}$,则:
$\dfrac{288}{256}=\dfrac{x}{640\mathrm{g}}$
解得$x=720\mathrm{g}$。
(4) t₄后产品中氧元素质量分数为0.32%,则1000g产品中氧元素质量为$1000\mathrm{g}×0.32\%=3.2\mathrm{g}$;
产品中铜的质量为$1000\mathrm{g}×64\%=640\mathrm{g}$;
因产品只含Zn、Cu、O三种元素,故锌元素的质量为$1000\mathrm{g}-640\mathrm{g}-3.2\mathrm{g}=356.8\mathrm{g}$。
【答案】
(1) 还原性;增大反应物的接触面积,使反应更充分
(2) CO(或一氧化碳)
(3) 720g
(4) 356.8g
【知识点】
碳的还原性;化学方程式计算;元素质量分数计算
【点评】
本题以古代炼黄铜工艺为背景,综合考查碳的性质、反应分析及化学计算,联系实际应用,难度适中,需学生掌握基础知识并灵活运用。
【难度系数】
0.5