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1[2026江苏扬州质检]图示为我国科学家成功合成的$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$结构示意图。有关$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$的说法不正确的是（
A.$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$都是由碳元素组成的单质
B.二者物理性质存在差异是因为碳原子排列方式不同
C.$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$在氧气中燃烧都只生成二氧化碳
D.在一定条件下，$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$都可以与氧化铜发生反应
C
）A.$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$都是由碳元素组成的单质
B.二者物理性质存在差异是因为碳原子排列方式不同
C.$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$在氧气中燃烧都只生成二氧化碳
D.在一定条件下，$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$都可以与氧化铜发生反应
答案
1.C 【解析】$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$都是碳单质，碳具有可燃性，在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳，故C说法错误。
解析
【分析】本题需结合碳单质的组成、结构、化学性质逐一分析选项：$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$是仅由碳元素组成的单质；不同碳单质的物理性质差异源于碳原子排列方式不同；碳单质燃烧产物与氧气是否充足有关；碳单质具有还原性，可在一定条件下与氧化铜反应，据此判断错误选项。
【解析】
选项A：$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$均只由碳元素组成，属于碳单质，该说法正确。
选项B：$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$的碳原子排列方式不同，导致二者物理性质存在差异，该说法正确。
选项C：碳单质在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，若氧气不足则会生成一氧化碳，因此“都只生成二氧化碳”的表述错误，该选项符合题意。
选项D：碳单质具有还原性，在高温条件下，$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$都能与氧化铜发生反应，还原氧化铜生成铜和二氧化碳，该说法正确。
【答案】C
【知识点】碳单质的性质、同素异形体的结构
【点评】本题考查碳单质的核心知识，涵盖组成、结构、化学性质，需准确掌握碳燃烧的产物规律，易错点在于忽略碳不充分燃烧的产物，整体难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】
选项A：$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$均只由碳元素组成，属于碳单质，该说法正确。
选项B：$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$的碳原子排列方式不同，导致二者物理性质存在差异，该说法正确。
选项C：碳单质在氧气中充分燃烧生成二氧化碳，若氧气不足则会生成一氧化碳，因此“都只生成二氧化碳”的表述错误，该选项符合题意。
选项D：碳单质具有还原性，在高温条件下，$\ce{C_{10}}$和$\ce{C_{14}}$都能与氧化铜发生反应，还原氧化铜生成铜和二氧化碳，该说法正确。
【答案】C
【知识点】碳单质的性质、同素异形体的结构
【点评】本题考查碳单质的核心知识，涵盖组成、结构、化学性质，需准确掌握碳燃烧的产物规律，易错点在于忽略碳不充分燃烧的产物，整体难度适中。
【难度系数】0.5
2[2026重庆巫山质检]高铁列车车体材料加入了金属镍增强其性能,工业上采用火法炼镍的原理是$\ce{C + 2NiO \xlongequal{高温} 2Ni + X↑}$,下列说法错误的是（
A.反应中X的化学式为$\ce{CO_{2}}$
B.NiO中Ni元素的化合价为+2
C.碳过量时,气体产物中可能有CO
D.该过程中碳发生还原反应
D
）A.反应中X的化学式为$\ce{CO_{2}}$
B.NiO中Ni元素的化合价为+2
C.碳过量时,气体产物中可能有CO
D.该过程中碳发生还原反应
答案
2.D 【解析】根据质量守恒定律，结合化学方程式可知，X的化学式为$\ce{CO_{2}}$，故A说法正确；NiO中O元素的化合价为-2，根据化合物中各元素正、负化合价代数和为零可知，Ni元素的化合价为+2，故B说法正确；当碳过量时，二氧化碳和碳在高温条件下反应生成一氧化碳，则气体产物中可能有CO，故C说法正确；碳在该反应中夺取了NiO中的O，发生了氧化反应，故D说法错误。
解析
【分析】本题需结合质量守恒定律、化合价规则、碳的化学性质及氧化反应的概念，逐一分析各选项判断正误。首先根据反应前后原子种类和数目不变确定X的化学式；再依据化合物中正负化合价代数和为零计算NiO中Ni的化合价；接着考虑过量碳与CO₂的反应；最后判断碳在反应中的反应类型，找出错误选项。
【解析】1. 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，反应前有1个C原子、2个Ni原子、2个O原子，反应后已有2个Ni原子，故X中含1个C原子和2个O原子，化学式为$\ce{CO_{2}}$，A说法正确；2. $\ce{NiO}$中O元素化合价为-2，设Ni元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，得$x + (-2)=0$，解得$x=+2$，B说法正确；3. 碳过量时，$\ce{CO_{2}}$与C在高温下反应生成$\ce{CO}$，故气体产物中可能有$\ce{CO}$，C说法正确；4. 该反应中碳夺取$\ce{NiO}$中的氧，发生的是氧化反应，不是还原反应，D说法错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律、化合价计算、氧化反应与还原反应
【点评】本题围绕火法炼镍的反应，综合考查化学核心基础知识点，需学生熟练掌握相关概念和定律，逐一分析选项即可得出答案，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】1. 根据质量守恒定律，化学反应前后原子的种类、数目不变，反应前有1个C原子、2个Ni原子、2个O原子，反应后已有2个Ni原子，故X中含1个C原子和2个O原子，化学式为$\ce{CO_{2}}$，A说法正确；2. $\ce{NiO}$中O元素化合价为-2，设Ni元素化合价为x，根据化合物中各元素正负化合价代数和为零，得$x + (-2)=0$，解得$x=+2$，B说法正确；3. 碳过量时，$\ce{CO_{2}}$与C在高温下反应生成$\ce{CO}$，故气体产物中可能有$\ce{CO}$，C说法正确；4. 该反应中碳夺取$\ce{NiO}$中的氧，发生的是氧化反应，不是还原反应，D说法错误。
【答案】D
【知识点】质量守恒定律、化合价计算、氧化反应与还原反应
【点评】本题围绕火法炼镍的反应，综合考查化学核心基础知识点，需学生熟练掌握相关概念和定律，逐一分析选项即可得出答案，难度适中。
【难度系数】0.6
3[中]将一定质量的碳粉在密闭容器中引燃(如图甲),一段时间后碳粉消失。用压强传感器测得容器内压强(在一定温度和体积下,气体压强与气体分子数成正比)随时间的变化关系如图乙所示。下列分析正确的是 (
A.ab段碳粉开始燃烧
B.反应生成的$\ce{CO_{2}}$导致cd段压强增大
C.e点气体的成分是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$
D.燃烧时,放出的热量减少,de段压强下降
C
)A.ab段碳粉开始燃烧
B.反应生成的$\ce{CO_{2}}$导致cd段压强增大
C.e点气体的成分是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$
D.燃烧时,放出的热量减少,de段压强下降
答案
3.C 【解析】ab段电热丝放热，使容器内气体受热膨胀，压强略微变大，但碳粉还没有开始燃烧，A错误。cd段碳粉燃烧放热，并生成气体，容器内压强迅速增大，B错误。碳与氧气发生的反应有$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$和$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$，在一定温度和体积下，气体的压强与气体分子个数成正比，根据反应的化学方程式可知，在生成二氧化碳的过程中，氧分子和二氧化碳分子的个数比为1:1，则反应前后气体体积不变；在生成一氧化碳的过程中，氧分子和一氧化碳分子的个数比为1:2，反应后气体体积增大；若反应后全部生成了一氧化碳，则气体分子个数变为原来的2倍，压强也变为原来的2倍，但题图乙中显示反应后容器内压强为原来的1.4倍，所以反应后e点气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物，C正确。d点时燃烧结束，de段温度下降至室温，气体收缩，压强减小，D错误。
解析
【分析】
要解决这道题，需结合碳燃烧的反应原理、反应前后气体分子数的变化，以及压强与气体分子数的关系（一定温度和体积下，气体压强与气体分子数成正比）分析：
1. 先明确各阶段：ab段是电热丝加热使容器内气体受热膨胀，碳未燃烧；cd段碳燃烧，反应放热且气体分子数变化，导致压强快速增大；de段温度下降，压强减小。
2. 再结合反应的气体分子数变化：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$，反应前后气体分子数不变，压强不变；$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$，反应后气体分子数是反应前的2倍，压强变为原来的2倍。
3. 最后根据e点压强为1.4$P_0$，介于1$P_0$（全生成$\ce{CO_2}$）和2$P_0$（全生成$\ce{CO}$）之间，判断气体成分，逐一分析选项。
【解析】
A选项：ab段是电热丝放热使容器内气体受热膨胀，压强略微变大，碳粉还未开始燃烧，A错误；
B选项：生成$\ce{CO_{2}}$的反应中气体分子数不变，压强不会大幅增大；cd段压强迅速增大是因为生成$\ce{CO}$，反应后气体分子数增多，B错误；
C选项：生成$\ce{CO_{2}}$时反应前后气体分子数相等，压强不变；生成$\ce{CO}$时反应后气体分子数变为原来的2倍，压强为原来的2倍。e点压强为1.4$P_0$，介于1$P_0$和2$P_0$之间，说明反应后气体是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$的混合物，C正确；
D选项：d点燃烧结束，de段是温度下降至室温，气体收缩导致压强减小，并非放出的热量减少，D错误。
【答案】
C
【知识点】
碳的化学性质、化学方程式的意义、压强与气体分子数的关系
【点评】
本题将碳燃烧的化学反应与物理压强变化规律结合，需理解反应前后气体分子数对压强的影响，考查综合分析能力，是中等难度的题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需结合碳燃烧的反应原理、反应前后气体分子数的变化，以及压强与气体分子数的关系（一定温度和体积下，气体压强与气体分子数成正比）分析：
1. 先明确各阶段：ab段是电热丝加热使容器内气体受热膨胀，碳未燃烧；cd段碳燃烧，反应放热且气体分子数变化，导致压强快速增大；de段温度下降，压强减小。
2. 再结合反应的气体分子数变化：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$，反应前后气体分子数不变，压强不变；$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$，反应后气体分子数是反应前的2倍，压强变为原来的2倍。
3. 最后根据e点压强为1.4$P_0$，介于1$P_0$（全生成$\ce{CO_2}$）和2$P_0$（全生成$\ce{CO}$）之间，判断气体成分，逐一分析选项。
【解析】
A选项：ab段是电热丝放热使容器内气体受热膨胀，压强略微变大，碳粉还未开始燃烧，A错误；
B选项：生成$\ce{CO_{2}}$的反应中气体分子数不变，压强不会大幅增大；cd段压强迅速增大是因为生成$\ce{CO}$，反应后气体分子数增多，B错误；
C选项：生成$\ce{CO_{2}}$时反应前后气体分子数相等，压强不变；生成$\ce{CO}$时反应后气体分子数变为原来的2倍，压强为原来的2倍。e点压强为1.4$P_0$，介于1$P_0$和2$P_0$之间，说明反应后气体是$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$的混合物，C正确；
D选项：d点燃烧结束，de段是温度下降至室温，气体收缩导致压强减小，并非放出的热量减少，D错误。
【答案】
C
【知识点】
碳的化学性质、化学方程式的意义、压强与气体分子数的关系
【点评】
本题将碳燃烧的化学反应与物理压强变化规律结合，需理解反应前后气体分子数对压强的影响，考查综合分析能力，是中等难度的题目。
【难度系数】
0.5
4[2026河北唐山质检,中]按图甲所示进行木炭还原氧化铜的实验,实验前后均通一段时间氮气,实验时①中固体的质量随加热时间的变化如图乙所示。下列分析正确的是 (
A.M点时,②中导管口有气泡冒出,说明反应开始发生
B.N点对应的固体物质只有两种
C.M→P过程中,固体减少的质量等于生成气体的质量
D.反应前后氧元素的化合价发生改变
C
)A.M点时,②中导管口有气泡冒出,说明反应开始发生
B.N点对应的固体物质只有两种
C.M→P过程中,固体减少的质量等于生成气体的质量
D.反应前后氧元素的化合价发生改变
答案
4.C 【解析】由题图乙可知，M点时，固体的质量没有发生变化，说明此时反应未发生，②中导管口有气泡冒出，是因为装置内气体受热膨胀逸出，A错误；木炭和氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，N点时，未完全反应，此时固体物质有氧化铜、木炭、铜三种，B错误；根据质量守恒定律，化学反应前后物质的总质量不变，则M→P过程中，固体减少的质量等于生成气体的质量，C正确；反应前，CuO中氧元素的化合价为-2，反应后，$\ce{CO_{2}}$中氧元素的化合价为-2，反应前后氧元素化合价不变，D错误。
解析
【分析】
本题结合木炭还原氧化铜的实验装置和固体质量变化图像，考查反应原理、物质变化及相关定律的应用。解题思路：先明确木炭还原氧化铜的反应（$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$），再结合图像和实验过程，逐一分析每个选项：判断反应是否发生看固体质量是否改变，反应中固体成分需考虑反应物剩余和生成物，质量守恒用于分析固体与气体质量关系，化合价需对比反应前后氧元素的价态。
【解析】
1. 反应原理：木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊。
2. 选项A分析：M点时固体质量未变化，说明反应未开始，②中导管口的气泡是装置内空气受热膨胀逸出导致，并非反应开始，A错误。
3. 选项B分析：N点处于反应过程中，固体包含未反应的氧化铜、木炭，以及生成的铜，共三种物质，B错误。
4. 选项C分析：根据质量守恒定律，化学反应前后总质量不变，M→P过程中，固体减少的质量等于生成二氧化碳气体的质量，C正确。
5. 选项D分析：反应前氧化铜中氧元素化合价为-2价，反应后二氧化碳中氧元素化合价也为-2价，氧元素化合价未改变，D错误。
【答案】
C
【知识点】
碳还原氧化铜实验、质量守恒定律、元素化合价
【点评】
本题结合实验装置与图像，综合考查木炭还原氧化铜的反应规律、质量守恒定律的应用及化合价判断，需准确分析各阶段物质变化，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题结合木炭还原氧化铜的实验装置和固体质量变化图像，考查反应原理、物质变化及相关定律的应用。解题思路：先明确木炭还原氧化铜的反应（$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}↑}$），再结合图像和实验过程，逐一分析每个选项：判断反应是否发生看固体质量是否改变，反应中固体成分需考虑反应物剩余和生成物，质量守恒用于分析固体与气体质量关系，化合价需对比反应前后氧元素的价态。
【解析】
1. 反应原理：木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊。
2. 选项A分析：M点时固体质量未变化，说明反应未开始，②中导管口的气泡是装置内空气受热膨胀逸出导致，并非反应开始，A错误。
3. 选项B分析：N点处于反应过程中，固体包含未反应的氧化铜、木炭，以及生成的铜，共三种物质，B错误。
4. 选项C分析：根据质量守恒定律，化学反应前后总质量不变，M→P过程中，固体减少的质量等于生成二氧化碳气体的质量，C正确。
5. 选项D分析：反应前氧化铜中氧元素化合价为-2价，反应后二氧化碳中氧元素化合价也为-2价，氧元素化合价未改变，D错误。
【答案】
C
【知识点】
碳还原氧化铜实验、质量守恒定律、元素化合价
【点评】
本题结合实验装置与图像，综合考查木炭还原氧化铜的反应规律、质量守恒定律的应用及化合价判断，需准确分析各阶段物质变化，难度适中。
【难度系数】
0.5
5 核心素养科学探究与实践 [2025广东广州质检,中]
某小组对木炭与氧化铜反应后的气体组成情况进行如下探究。已知澄清石灰水能吸收少量CO₂并生成碳酸钙沉淀和水,不吸收CO;酸性CuCl溶液能充分吸收CO并生成红色固体,不吸收CO₂。
(1)实验时观察到装置a中
(2)实验前要先通一段时间N₂,以避免实验时装置a中发生反应:
(3)利用装置在反应前后的质量变化,能计算出装置a中生成的CO₂和CO的质量比的是
A.装置a B.装置b、c C.装置a、b D.装置a、c
某小组对木炭与氧化铜反应后的气体组成情况进行如下探究。已知澄清石灰水能吸收少量CO₂并生成碳酸钙沉淀和水,不吸收CO;酸性CuCl溶液能充分吸收CO并生成红色固体,不吸收CO₂。
(1)实验时观察到装置a中
固体由黑色变为红色
的现象,说明CuO发生还原反应;装置b中出现浑浊
,装置c中出现红色固体
,说明装置a中有CO、CO₂生成。装置b中发生反应的化学方程式是$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$
。(2)实验前要先通一段时间N₂,以避免实验时装置a中发生反应:
$\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$和$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(填化学方程式),干扰探究目的的达成。(3)利用装置在反应前后的质量变化,能计算出装置a中生成的CO₂和CO的质量比的是
D
(填序号)。A.装置a B.装置b、c C.装置a、b D.装置a、c
答案
5.(1)固体由黑色变为红色 浑浊 红色固体 $\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$ (2)$\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$ 和 $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$ (3)D
【解析】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；酸性CuCl溶液能充分吸收CO并生成红色固体；碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳。实验时观察到装置a中固体由黑色变为红色，说明CuO发生了还原反应；装置b中出现浑浊，装置c中出现红色固体，说明装置a中有CO、$\ce{CO_{2}}$生成。装置b中发生的反应的化学方程式是$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$。(2)实验前要先通一段时间$\ce{N_{2}}$，排净装置内的空气，以避免实验时装置a中发生反应：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$ 和 $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$，干扰探究目的的达成。(3)装置a减少的质量即为生成二氧化碳和一氧化碳的质量；装置b中少量澄清石灰水只能吸收少量的二氧化碳，则装置b中增加的质量小于生成二氧化碳的质量；装置c增加的质量即为生成一氧化碳的质量；装置a减少的质量与装置c增加的质量之差即为生成二氧化碳的质量。则利用装置在反应前后的质量变化能计算出装置a中生成的$\ce{CO_{2}}$和CO的质量比的是装置a、c。故选D。
【解析】(1)二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；酸性CuCl溶液能充分吸收CO并生成红色固体；碳与氧化铜在高温下反应生成铜和二氧化碳。实验时观察到装置a中固体由黑色变为红色，说明CuO发生了还原反应；装置b中出现浑浊，装置c中出现红色固体，说明装置a中有CO、$\ce{CO_{2}}$生成。装置b中发生的反应的化学方程式是$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$。(2)实验前要先通一段时间$\ce{N_{2}}$，排净装置内的空气，以避免实验时装置a中发生反应：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$ 和 $\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$，干扰探究目的的达成。(3)装置a减少的质量即为生成二氧化碳和一氧化碳的质量；装置b中少量澄清石灰水只能吸收少量的二氧化碳，则装置b中增加的质量小于生成二氧化碳的质量；装置c增加的质量即为生成一氧化碳的质量；装置a减少的质量与装置c增加的质量之差即为生成二氧化碳的质量。则利用装置在反应前后的质量变化能计算出装置a中生成的$\ce{CO_{2}}$和CO的质量比的是装置a、c。故选D。
解析
【分析】
要解决本题，需结合碳还原氧化铜的反应原理、CO和CO₂的检验特性，以及实验装置的质量变化逻辑分析：
1. 对于(1)：CuO被还原为Cu时，黑色固体变为红色；CO₂能使澄清石灰水变浑浊，CO能与酸性CuCl溶液反应生成红色固体，据此判断各装置现象；
2. 对于(2)：实验前通N₂是排尽装置内空气，防止空气中的O₂与C反应生成CO₂，以及生成的CO₂与C反应生成CO，干扰原反应气体的检验；
3. 对于(3)：装置a减少的质量是生成CO和CO₂的总质量，装置c增加的质量是吸收的CO的质量，两者的质量差即为CO₂的质量，据此可计算两者质量比。
【解析】
(1) 碳与氧化铜在高温下反应，CuO被还原为红色的Cu，因此装置a中观察到固体由黑色变为红色，说明CuO发生还原反应；CO₂能使澄清石灰水变浑浊，故装置b中出现浑浊，证明有CO₂生成；CO能与酸性CuCl溶液反应生成红色固体，故装置c中出现红色固体，证明有CO生成。装置b中CO₂与澄清石灰水反应，化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$。
(2) 实验前通N₂排尽装置内空气，避免空气中的O₂与C在高温下反应生成CO₂（$\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$），同时避免生成的CO₂与C在高温下反应生成CO（$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$），干扰原反应气体的探究。
(3) 装置a反应前后减少的质量为生成的CO和CO₂的总质量；装置c中酸性CuCl溶液足量，能完全吸收CO，故装置c增加的质量为生成的CO的质量；装置a减少的质量与装置c增加的质量之差即为生成的CO₂的质量，因此利用装置a、c的质量变化可计算CO₂和CO的质量比，故选D。
【答案】
(1) 固体由黑色变为红色；浑浊；红色固体；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$
(2) $\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$、$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(3) D
【知识点】
碳的还原性；CO和CO₂的检验；化学方程式书写
【点评】
本题为实验探究题，结合碳还原氧化铜的反应，考查气体产物的检验方法及质量计算，需明确各装置的作用，理解实验设计的原理，难度适中，能较好考查科学探究与实践能力。
【难度系数】
0.6
要解决本题，需结合碳还原氧化铜的反应原理、CO和CO₂的检验特性，以及实验装置的质量变化逻辑分析：
1. 对于(1)：CuO被还原为Cu时，黑色固体变为红色；CO₂能使澄清石灰水变浑浊，CO能与酸性CuCl溶液反应生成红色固体，据此判断各装置现象；
2. 对于(2)：实验前通N₂是排尽装置内空气，防止空气中的O₂与C反应生成CO₂，以及生成的CO₂与C反应生成CO，干扰原反应气体的检验；
3. 对于(3)：装置a减少的质量是生成CO和CO₂的总质量，装置c增加的质量是吸收的CO的质量，两者的质量差即为CO₂的质量，据此可计算两者质量比。
【解析】
(1) 碳与氧化铜在高温下反应，CuO被还原为红色的Cu，因此装置a中观察到固体由黑色变为红色，说明CuO发生还原反应；CO₂能使澄清石灰水变浑浊，故装置b中出现浑浊，证明有CO₂生成；CO能与酸性CuCl溶液反应生成红色固体，故装置c中出现红色固体，证明有CO生成。装置b中CO₂与澄清石灰水反应，化学方程式为$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$。
(2) 实验前通N₂排尽装置内空气，避免空气中的O₂与C在高温下反应生成CO₂（$\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$），同时避免生成的CO₂与C在高温下反应生成CO（$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$），干扰原反应气体的探究。
(3) 装置a反应前后减少的质量为生成的CO和CO₂的总质量；装置c中酸性CuCl溶液足量，能完全吸收CO，故装置c增加的质量为生成的CO的质量；装置a减少的质量与装置c增加的质量之差即为生成的CO₂的质量，因此利用装置a、c的质量变化可计算CO₂和CO的质量比，故选D。
【答案】
(1) 固体由黑色变为红色；浑浊；红色固体；$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2} = CaCO_{3}↓ + H_{2}O}$
(2) $\ce{C + O_{2}\xlongequal{高温}CO_{2}}$、$\ce{CO_{2} + C\xlongequal{高温}2CO}$
(3) D
【知识点】
碳的还原性；CO和CO₂的检验；化学方程式书写
【点评】
本题为实验探究题，结合碳还原氧化铜的反应，考查气体产物的检验方法及质量计算，需明确各装置的作用，理解实验设计的原理，难度适中，能较好考查科学探究与实践能力。
【难度系数】
0.6
