16.在古代,工匠们就已经掌握了用木炭还原氧化铜来冶炼铜的技术。今天,我们化学兴趣小组也模拟古法炼铜,通过实验验证碳与氧化铜的反应,并对反应后生成的气体成分展开探究。
【猜想与假设】(1)根据质量守恒定律,从宏观角度分析,反应前后种类不变,反应物只有碳(C)和氧化铜(CuO),因此生成的气体为碳的氧化物。猜想一:CO。猜想二:CO₂。猜想三:CO和CO₂的混合物。
【实验方案】小组同学与老师共同设计了两组实验装置,分别用于检验CO₂和CO。

【实验现象】(2)充分反应后,A、B、C、D四处均出现了明显的实验现象,两装置末端的气球均鼓起,则D处发生反应的化学方程式为。
【实验分析与结论】(3)结合实验现象,可确定猜想正确。实验结束后,
Ⅰ、Ⅱ两个装置的气球中收集到的尾气成分(填“一定”“可能”或“一定不”)相同。
【拓展延伸】为了探究氧化铜与木炭粉不同配比时反应产生CO的情况,小组又设计了如下图所示的数字化改进实验[ppm表示浓度单位;m(CuO):m(C)表示物质质量之比]。

(4)分析实验数据,若想尽可能减少对环境的污染,应如何调整原料配比?。
(5)若某次实验中,将氧化铜与木炭粉混合加热,充分反应后,测得生成气体中CO与CO₂的质量比为14:11,则参加反应的氧化铜与碳的质量比为。

解：
(1) 元素
(2) $\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$
(3) 三；可能
(4) 适当增大氧化铜与木炭粉的质量比，将原料配比调整为$m(\ce{CuO}):m(\ce{C})=40:3$（或更大的氧化铜与碳的质量比），减少木炭占比，降低生成的CO含量
(5) $80:9$