登录
9. 新趋势 数字化实验 将一定质量碳粉在密闭容器中引燃(如图1),一段时间后碳粉消失。实验过程测得容器内气体压强(同温下,容器内压强与气体分子数成正比)随时间的变化关系如图2。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.燃烧放出的热量减少导致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.燃烧放出的热量减少导致DE段压强下降
答案
9.C 解析：由题意分析，碳粉燃烧生成二氧化碳，也能生成一氧化碳，根据化学方程式：$\ce{C + O_{2}\xlongequal{点燃}CO_{2}}$，$\ce{2C + O_{2}\xlongequal{点燃}2CO}$可知，一定温度和体积下气体的压强与分子数成正比，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，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。若完全转化为一氧化碳，气体分子个数变为原来的2倍，压强也变为原来的2倍，图示中显示压强为原来的1.4倍，所以没有完全生成一氧化碳，即反应后的气体应该为一氧化碳和二氧化碳的混合物。AB段压强变化不明显，无法确定碳粉是否开始燃烧，A错误；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，所以生成二氧化碳的过程中气体体积不变，CD段压强增大，是由于反应放热和生成一氧化碳造成的，B错误；根据分析可知，C正确；燃烧结束后，温度下降至室温，气体体积减小，压强减小，所以DE段压强下降，D错误。
10. (2025·日照中考)探究木炭和氧化铜反应生成的气体。兴趣小组将氧化铜和木炭以质量比 $13.3:1$ 混合进行实验($\ce{2CuO + C\xlongequal{高温} 2Cu + CO_{2}\uparrow}$),将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中,试管中溶液先变浑浊后变澄清。实验结束后称量,混合固体减少的质量大于试管增加的质量。
[查阅资料]$\ce{CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}Ca(HCO_{3})_{2}}$，$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}}$可溶于水。
(1)任务一:探究固体减少的质量和试管增加的质量不相等的原因。
[作出猜想]木炭和氧化铜反应生成的气体。
①猜想一:只有$\ce{CO_{2}}$;猜想二:只有$\ce{CO}$;猜想三:。
②甲同学提出猜想二不成立,依据是
化学九年级上(人教版)
。
[实验探究1]乙同学使用足量澄清石灰水,重复上述实验,发现固体减少的质量仍然大于试管增加的质量。
[实验结论1]③猜想不成立。
[实验探究2]丙同学将氧化铜粉末与木炭粉以质量比$13.3:1$混合,称取$0.4\ \mathrm{g}$混合粉末放入“W”形玻璃管a处,在b处放入$0.2\ \mathrm{g}$氧化铜粉末,如图,a、b两处同时加热,一段时间后,发现a处固体变红,b处有少量红色固体产生。
④写出b处发生反应的化学方程式:。
[实验结论2]猜想三成立。
(2)任务二:探究$\ce{CO}$的来源。
[作出猜想]可能发生的化学反应。
猜想四:$\ce{2CuO + C\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$，$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$。
猜想五:$\ce{CuO + C\xlongequal{高温}Cu + CO\uparrow}$。
[实验探究3]丁同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为$13.3:1$和$13.3:2$的混合粉末$0.3\ \mathrm{g}$。向两个大试管中先通入足量氦气,然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$的浓度。实验结果如图所示。
①先通入氦气的目的是排出装置中的空气,能否用氢气代替氦气?(填“是”或“否”)。
②由图可知,反应先生成气体(填化学式);增加固体混合物中木炭的质量分数,$\ce{CO}$的浓度(填“不变”“增大”或“变小”)。
[实验结论3]③$\ce{CO}$的来源:猜想成立。
[查阅资料]$\ce{CaCO_{3} + CO_{2} + H_{2}O\xlongequal{\;\;}Ca(HCO_{3})_{2}}$，$\ce{Ca(HCO_{3})_{2}}$可溶于水。
(1)任务一:探究固体减少的质量和试管增加的质量不相等的原因。
[作出猜想]木炭和氧化铜反应生成的气体。
①猜想一:只有$\ce{CO_{2}}$;猜想二:只有$\ce{CO}$;猜想三:。
②甲同学提出猜想二不成立,依据是
化学九年级上(人教版)
。
[实验探究1]乙同学使用足量澄清石灰水,重复上述实验,发现固体减少的质量仍然大于试管增加的质量。
[实验结论1]③猜想不成立。
[实验探究2]丙同学将氧化铜粉末与木炭粉以质量比$13.3:1$混合,称取$0.4\ \mathrm{g}$混合粉末放入“W”形玻璃管a处,在b处放入$0.2\ \mathrm{g}$氧化铜粉末,如图,a、b两处同时加热,一段时间后,发现a处固体变红,b处有少量红色固体产生。
④写出b处发生反应的化学方程式:。
[实验结论2]猜想三成立。
(2)任务二:探究$\ce{CO}$的来源。
[作出猜想]可能发生的化学反应。
猜想四:$\ce{2CuO + C\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$，$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温}2CO}$。
猜想五:$\ce{CuO + C\xlongequal{高温}Cu + CO\uparrow}$。
[实验探究3]丁同学在两个大试管中分别装入氧化铜和木炭质量比为$13.3:1$和$13.3:2$的混合粉末$0.3\ \mathrm{g}$。向两个大试管中先通入足量氦气,然后同时加热两个大试管。利用传感器测定产生$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$的浓度。实验结果如图所示。
①先通入氦气的目的是排出装置中的空气,能否用氢气代替氦气?(填“是”或“否”)。
②由图可知,反应先生成气体(填化学式);增加固体混合物中木炭的质量分数,$\ce{CO}$的浓度(填“不变”“增大”或“变小”)。
[实验结论3]③$\ce{CO}$的来源:猜想成立。
答案
10. (1)①含有$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$ ②将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，试管中溶液先变浑浊后变澄清，说明气体中一定含有二氧化碳 ③一 ④$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$
(2)①否 ②$\ce{CO_{2}}$ 增大 ③四
解析:(1)①根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，由猜想一：只有$\ce{CO_{2}}$；猜想二：只有$\ce{CO}$；则猜想三：既有$\ce{CO_{2}}$，又有$\ce{CO}$；②由于将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，试管中溶液先变浑浊后变澄清，根据$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}=CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$和资料，生成的气体中一定含有二氧化碳，故猜想二不成立；③乙同学使用足量澄清石灰水，重复上述实验，发现固体减少的质量仍然大于试管增加的质量，若气体中只有二氧化碳，足量的澄清石灰水能将二氧化碳完全吸收，则固体减少的质量应等于试管增加的质量，故猜想一不成立；④b处得到红色固体，说明a处产生的气体产物有一氧化碳，一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。(2)①若改用氢气，氢气会和氧化铜反应，影响木炭和氧化铜的反应，影响实验结果；②由两图可知，反应均先生成$\ce{CO_{2}}$气体；【实验探究3】由图像分析，增加$m(\ce{CuO}):m(\ce{C})$产生的一氧化碳更多，故增加固体混合物中木炭的质量分数，CO的浓度变大；根据两图均先生成二氧化碳，再生成一氧化碳，故猜想四成立。
(2)①否 ②$\ce{CO_{2}}$ 增大 ③四
解析:(1)①根据质量守恒定律，反应前后元素的种类不变，由猜想一：只有$\ce{CO_{2}}$；猜想二：只有$\ce{CO}$；则猜想三：既有$\ce{CO_{2}}$，又有$\ce{CO}$；②由于将生成的气体通入盛有澄清石灰水的试管中，试管中溶液先变浑浊后变澄清，根据$\ce{CO_{2} + Ca(OH)_{2}=CaCO_{3}\downarrow + H_{2}O}$和资料，生成的气体中一定含有二氧化碳，故猜想二不成立；③乙同学使用足量澄清石灰水，重复上述实验，发现固体减少的质量仍然大于试管增加的质量，若气体中只有二氧化碳，足量的澄清石灰水能将二氧化碳完全吸收，则固体减少的质量应等于试管增加的质量，故猜想一不成立；④b处得到红色固体，说明a处产生的气体产物有一氧化碳，一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳。(2)①若改用氢气，氢气会和氧化铜反应，影响木炭和氧化铜的反应，影响实验结果；②由两图可知，反应均先生成$\ce{CO_{2}}$气体；【实验探究3】由图像分析，增加$m(\ce{CuO}):m(\ce{C})$产生的一氧化碳更多，故增加固体混合物中木炭的质量分数，CO的浓度变大；根据两图均先生成二氧化碳，再生成一氧化碳，故猜想四成立。
