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10. 用木炭还原氧化铜的实验如图所示：
（1）酒精灯加网罩的目的是
（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
（3）继续加热，观察到试管①中的现象是
（4）请写出试管①中发生反应的化学方程式是
（5）该实验结束后，应先
（1）酒精灯加网罩的目的是
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
此时逸出的气体是试管内的空气,而非二氧化碳
。（3）继续加热，观察到试管①中的现象是
固体由黑色逐渐变红
。（4）请写出试管①中发生反应的化学方程式是
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
，该反应中木炭发生了氧化
（填“氧化”或“还原”）反应；表示反应停止的现象：②试管中导管口没有气泡冒出
。（5）该实验结束后，应先
将试管②中的导管移出水面
，然后再熄灭酒精灯
。答案
10. (1) 集中火焰、提高温度
(2) 此时逸出的气体是试管内的空气,而非二氧化碳
(3) 固体由黑色逐渐变红
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$ 氧化 ②试管中导管口没有气泡冒出
(5) 将试管②中的导管移出水面 熄灭酒精灯
(2) 此时逸出的气体是试管内的空气,而非二氧化碳
(3) 固体由黑色逐渐变红
(4) $\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$ 氧化 ②试管中导管口没有气泡冒出
(5) 将试管②中的导管移出水面 熄灭酒精灯
解析
【分析】
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需结合实验原理、操作要点、现象变化逐一分析：首先明确该反应需要高温条件，酒精灯加网罩是为了满足温度要求；刚开始加热时先排出装置内的空气，不会使澄清石灰水变浑浊；反应时黑色氧化铜被还原为红色铜；碳在反应中得氧发生氧化反应，反应停止时不再产生气体；实验结束需防止倒吸，操作顺序有要求。
【解析】
（1）木炭还原氧化铜的反应条件为高温，酒精灯加网罩可集中火焰，减少热量散失，从而提高温度，满足反应所需的高温环境。
（2）刚开始预热时，试管①内的空气受热膨胀，先逸出到试管②中，此时逸出的气体是空气，并非反应生成的二氧化碳，因此澄清石灰水不变浑浊。
（3）试管①中，黑色的氧化铜与木炭在高温下反应生成红色的铜和二氧化碳，因此观察到固体由黑色逐渐变红。
（4）试管①中碳和氧化铜在高温下反应，化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；该反应中木炭得到氧，发生氧化反应；反应停止时不再产生气体，对应现象为试管②中导管口没有气泡冒出。
（5）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中的石灰水倒吸入热的试管①，使试管炸裂，因此实验结束后应先将试管②中的导管移出水面，再熄灭酒精灯。
【答案】
（1）集中火焰、提高温度；（2）此时逸出的气体是试管内的空气，而非二氧化碳；（3）固体由黑色逐渐变红；（4）$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；氧化；试管②中导管口没有气泡冒出；（5）将试管②中的导管移出水面；熄灭酒精灯
【知识点】
木炭还原氧化铜实验；化学方程式书写；氧化反应
【点评】
本题考查木炭还原氧化铜实验的核心内容，涵盖实验操作、现象分析、反应原理等基础知识点，是初中化学的重点实验，需学生掌握实验的注意事项与相关规律。
【难度系数】
0.6
本题围绕木炭还原氧化铜的实验展开，需结合实验原理、操作要点、现象变化逐一分析：首先明确该反应需要高温条件，酒精灯加网罩是为了满足温度要求；刚开始加热时先排出装置内的空气，不会使澄清石灰水变浑浊；反应时黑色氧化铜被还原为红色铜；碳在反应中得氧发生氧化反应，反应停止时不再产生气体；实验结束需防止倒吸，操作顺序有要求。
【解析】
（1）木炭还原氧化铜的反应条件为高温，酒精灯加网罩可集中火焰，减少热量散失，从而提高温度，满足反应所需的高温环境。
（2）刚开始预热时，试管①内的空气受热膨胀，先逸出到试管②中，此时逸出的气体是空气，并非反应生成的二氧化碳，因此澄清石灰水不变浑浊。
（3）试管①中，黑色的氧化铜与木炭在高温下反应生成红色的铜和二氧化碳，因此观察到固体由黑色逐渐变红。
（4）试管①中碳和氧化铜在高温下反应，化学方程式为$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；该反应中木炭得到氧，发生氧化反应；反应停止时不再产生气体，对应现象为试管②中导管口没有气泡冒出。
（5）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中的石灰水倒吸入热的试管①，使试管炸裂，因此实验结束后应先将试管②中的导管移出水面，再熄灭酒精灯。
【答案】
（1）集中火焰、提高温度；（2）此时逸出的气体是试管内的空气，而非二氧化碳；（3）固体由黑色逐渐变红；（4）$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$；氧化；试管②中导管口没有气泡冒出；（5）将试管②中的导管移出水面；熄灭酒精灯
【知识点】
木炭还原氧化铜实验；化学方程式书写；氧化反应
【点评】
本题考查木炭还原氧化铜实验的核心内容，涵盖实验操作、现象分析、反应原理等基础知识点，是初中化学的重点实验，需学生掌握实验的注意事项与相关规律。
【难度系数】
0.6
11. 为探究CuO和C反应的最佳质量比(忽略副反应)，化学兴趣小组取CuO和C的混合物共17.2 g，按不同的质量比进行实验，实验结果如图所示，横坐标表示混合物中CuO所占的质量分数，纵坐标表示生成物中Cu的质量。
(1) 分析可知，CuO和C的最佳质量比对应图中的
(2) 计算a点时，产生CO₂的质量。(写出计算过程)
(1) 分析可知，CuO和C的最佳质量比对应图中的
b
点。(2) 计算a点时，产生CO₂的质量。(写出计算过程)
答案
11. (1) b
(2) 2.2 g(计算过程见解析)
解析:(1) 由图可知,b点时铜的质量最大,故b点是CuO和C的最佳质量比。
(2) a点时,混合物中氧化铜的质量为 $17.2\ \mathrm{g}×\dfrac{20}{43}=8\ \mathrm{g}$。
设8 g氧化铜完全反应产生$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$。
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
$\ \ \ \ \ \ \ 160\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$\ \ \ \ \ \ \ 8\ \mathrm{g}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x$
$\dfrac{160}{44}=\dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}\ \ \ x=2.2\ \mathrm{g}$
答:产生$\ce{CO_{2}}$的质量为2.2 g。
(2) 2.2 g(计算过程见解析)
解析:(1) 由图可知,b点时铜的质量最大,故b点是CuO和C的最佳质量比。
(2) a点时,混合物中氧化铜的质量为 $17.2\ \mathrm{g}×\dfrac{20}{43}=8\ \mathrm{g}$。
设8 g氧化铜完全反应产生$\ce{CO_{2}}$的质量为$x$。
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
$\ \ \ \ \ \ \ 160\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$\ \ \ \ \ \ \ 8\ \mathrm{g}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x$
$\dfrac{160}{44}=\dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}\ \ \ x=2.2\ \mathrm{g}$
答:产生$\ce{CO_{2}}$的质量为2.2 g。
解析
【分析】
首先，探究CuO和C反应的最佳质量比，需找到生成物Cu质量最大的点，对应图中b点，因为b点时Cu的质量最大，说明反应最充分，是最佳质量比。对于a点，先根据混合物总质量和a点对应的CuO质量分数，计算出a点时CuO的质量，再利用化学方程式中各物质的质量关系，计算生成CO₂的质量。
【解析】
(1) 由图像可知，b点对应的Cu质量最大，说明此时CuO和C恰好完全反应，反应最充分，因此CuO和C的最佳质量比对应b点。
(2) 计算a点时产生CO₂的质量：
① 计算a点时混合物中CuO的质量：混合物总质量为17.2 g，a点时CuO的质量分数为$\frac{20}{43}$，则CuO的质量为$17.2\ \mathrm{g}×\frac{20}{43}=8\ \mathrm{g}$。
② 设8 g CuO完全反应生成CO₂的质量为$x$，根据反应的化学方程式：
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
$\ \ \ \ \ \ \ 160\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$\ \ \ \ \ \ \ 8\ \mathrm{g}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x$
可得比例式：$\dfrac{160}{44}=\dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\dfrac{8\ \mathrm{g}×44}{160}=2.2\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) b；(2) 2.2 g
【知识点】
根据化学方程式计算；质量分数的应用
【点评】
本题结合图像考查化学计算，关键是理解图像中点的含义，掌握混合物中某成分质量的计算方法，以及化学方程式的规范计算步骤，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先，探究CuO和C反应的最佳质量比，需找到生成物Cu质量最大的点，对应图中b点，因为b点时Cu的质量最大，说明反应最充分，是最佳质量比。对于a点，先根据混合物总质量和a点对应的CuO质量分数，计算出a点时CuO的质量，再利用化学方程式中各物质的质量关系，计算生成CO₂的质量。
【解析】
(1) 由图像可知，b点对应的Cu质量最大，说明此时CuO和C恰好完全反应，反应最充分，因此CuO和C的最佳质量比对应b点。
(2) 计算a点时产生CO₂的质量：
① 计算a点时混合物中CuO的质量：混合物总质量为17.2 g，a点时CuO的质量分数为$\frac{20}{43}$，则CuO的质量为$17.2\ \mathrm{g}×\frac{20}{43}=8\ \mathrm{g}$。
② 设8 g CuO完全反应生成CO₂的质量为$x$，根据反应的化学方程式：
$\ce{C + 2CuO\xlongequal{高温}2Cu + CO_{2}\uparrow}$
$\ \ \ \ \ \ \ 160\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ 44$
$\ \ \ \ \ \ \ 8\ \mathrm{g}\ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ \ x$
可得比例式：$\dfrac{160}{44}=\dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}$，解得$x=\dfrac{8\ \mathrm{g}×44}{160}=2.2\ \mathrm{g}$。
【答案】
(1) b；(2) 2.2 g
【知识点】
根据化学方程式计算；质量分数的应用
【点评】
本题结合图像考查化学计算，关键是理解图像中点的含义，掌握混合物中某成分质量的计算方法，以及化学方程式的规范计算步骤，难度适中。
【难度系数】
0.6
