沪教版（试用本）九年级上册4.3 二氧化碳的实验室制备——混合气体的检验 导学案
文档属性
| 名称 | 沪教版（试用本）九年级上册4.3 二氧化碳的实验室制备——混合气体的检验 导学案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 450.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪教版（试用本） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2020-09-08 22:54:57 | ||
图片预览
文档简介
学科教师辅导教案
学员编号：
年
级：
初三
课
时
数：
3
学员姓名：
辅导科目：
化学
学科教师：
课程主题：
二氧化碳的实验室制备
授课时间：2020．8
学习目标
1．归纳氧气的主要化学性质，书写有关反应的化学方程式；
2．描述一氧化碳与氧气及氧化铜反应的现象，书写化学方程式；
3．知道二氧化碳与水、石灰水的反应，描述有关实验现象，书写化学方程式；
4．举例说明氢气的化学性质：可燃性（跟氧气反应）和还原性（只要求掌握氧化铜与氢气反应的实验现象及化学方程式）。
教学内容
【互动探索】
1．某兴趣小组用木炭还原氧化铜来制取铜。该小组对生成的气体提出了质疑，根据碳与氧气反应后产物可能是CO2和CO，联想到碳与氧化铜反应是否有可能会产生CO。基于上述思考，为探究产物中气体的组成，设计如下实验：
（1）请写出A装置试管中的化学方程式：
。
（2）装置B、D中盛放的足量的试剂名称及作用是
。
（3）若在
的现象，说明有一氧化碳气体生成。
（4）当装置B中的石灰水里不再冒气泡时，反应停止，待A装置中试管冷却后倒出残留的固体物，固体残留物中一定含有铜，可能还含有物质有
。（用化学式表示）
（5）兴趣小组对CO产生的原因进行了分析：
原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应生成CO和
Cu；
原因二：用化学方程式表示还可能产生CO的反应：
。
【参考答案】54．
（1）C
+2CuO2Cu
+
CO2↑；（2）澄清石灰水；检验并除去生成的二氧化碳；（3）C装置中黑色粉末变成亮红色，D装置中澄清石灰水变浑浊；（4）C或CuO；（5）C
+CO22CO
【知识梳理】
【知识点一】还原氧化铜的原理拓展
加热或高温条件下，还原剂会与一些氧化剂反应，利用特征反应、特征现象等，进行物质的鉴定、分析及含量测定。
还原剂：多为一些还原性单质、碳氢化物等，如木炭、氢气、一氧化碳、甲烷等还原性物质；
特征：还原剂具有还原性，在反应中得到氧元素，生成氧化性产物。
C+2CuO2Cu+CO2↑
H2+CuOCu+H2O
CH4+4CuO4Cu+2H2O+CO2↑
氧化剂：多为金属氧化物，如氧化铜、氧化铁、四氧化三铁、氧化锰等；
特征：氧化剂具有氧化性，在反应中失氧生成还原产物，一般伴有颜色变化、质量增减等。
CO+CuOCu+CO2
3C+2Fe2O3
3CO2↑+
4Fe
4H2+Fe3O44H2O+3Fe
二、实验装置与操作
1．装置要点：
（1）固+固还原反应：酒精喷灯或罩有金属网的酒精灯，反应需在高温条件下进行；
密闭性装置如大试管，一端堵塞的硬质玻璃管等，一般不需要通入气体；
（2）气+固还原反应：普通酒精灯，加热条件下进行；
开放性装置如硬质玻璃管，便于气体的导入与导出。
2．操作要点：
（1）实验前：检验装置气密性；均匀预热后集中加热，防止受热不均炸裂试管；大试管管口下倾，防止冷凝水回流炸裂试管；
（2）实验后：密封性装置需先移除导管，再熄灭酒精灯，防止溶液倒吸炸裂试管；
开放性装置需做到气体“早出晚归”，酒精灯“迟到早退”。
【例题精讲】
【例题1】（中考模拟）为探究某干燥的绿色固体粉末的元素组成，某小组进行如图所示实验，请回答：
①
装置Ⅱ中的现象说明装置Ⅰ中产生了
（1）
；
②
装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是
（2）
；
③
实验二中气球的作用是
（3）
；
④
实验二的步骤如下，其正确顺序是：
（4）
；
a．通一段时间的CO
b．继续通CO
c．熄灭酒精灯
d．待黑色变成光亮红色
e．停止通CO
f．点燃酒精灯
⑤
根据上述实验现象推知绿色固体的元素组成是
（5）
。
【参考答案】52．（6分）
（1）水（H2O）（2）CO+CuOCu+
CO2（3）收集尾气，防止污染空气；（4）a
f
d
c
b
e（5）一定含铜、氢
【举一反三】
1．（闵行一模）用碳、一氧化碳还原氧化铜的仪器、装置如下图。（连接装置的橡皮管省略）
请回答以下问题：
（1）一氧化碳还原氧化铜的实验中，除A装置外，还需选用的仪器、装置组合是
（填字母），选用该仪器、装置的目的是
、
。
（2）碳还原氧化铜实验中（A中酒精灯换成酒精喷灯），反应的化学方程式是
。
（3）用碳和一氧化碳还原氧化铜的两个实验中，装置A中观察到的现象是
。（4）现有一包混有少量碳粉的氧化铜粉末，为了测定其碳粉的质量分数，称取m
g样品进行高温加热，实验过程中获取两组数据：
①反应前后仪器a中质量减少x
g；
②吸收生成物的仪器中质量增加y
g。
假设反应充分，称量准确，你认为应选择哪组数据进行计算会更为合理准确？你的理由是：
，
请列出计算碳粉质量分数的式子
。（用m、x、y表示）。
【参考答案】27．（7分）
（1）DG；
选D的原因：装置密封、有气体导入和导出（缺一不可）；
选G的原因：用石灰水检验产物，有尾气处理装置（缺一不可）；（2）C＋2CuO2Cu＋CO2↑
（3）黑色粉末变红色（4）选择①的数据比较精确；
因为装置内会残留少量二氧化碳未被吸收（或石灰水量若不足，无法将二氧化碳吸收完全）；
3x/11m
2．某同学用如图装置，进行有关碳及其氧化物的实验（图中夹持仪器已略去）。
在完成气密性检查后加入药品，并已设法在装置中充满二氧化碳。
实验步骤实验现象实验分析①缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯，一段时间。木炭粉减少，D中有气泡、石灰水变浑浊且
。硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为
。②点燃B处酒精灯，一段时间。B处玻璃管内
。以上实验说明______具有还原性③停止通入二氧化碳，熄灭A、B两处火焰。C中
。
有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要并说明理由
。
【参考答案】
①液面下降、石灰水沿右侧导气管进入E；
C+CO2
?2CO②黑色固体变红；
C、CO（答不全不给分）③D中液体进入C；
不需要，未反应的CO进入D装置不会逸散到空气中。
3．下图装置（夹持仪器略去）可用于探究碳及其氧化物的某些性质。
①甲处发生的化学方程式为
；
②丙处可观察黑色的氧化铜变为
色，发生反应的化学方程式为
；
③丁处可观察到澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式为
，该现象能否证明一氧化碳还原氧化铜的气体产物为二氧化碳？理由是
；
④从环保角度考虑，指出该装置的不足之处
，结合反应过程，指出该装置的一个优点（任写一条）
。
【答案】52．
①CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑②红；CO+CuOCu+CO2③CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O；
不能，甲处生成的CO2在乙处可能未完全吸收，使澄清石灰水变浑浊④缺少尾气处理装置；
节约试剂，操作简单易行。
【知识点二】还原氧化铜的拓展
还原氧化铜原理除了用于冶炼金属外，还可以用在混合气体的检验，注意实验设计的严密性与规范性。
1．考察类型：
（1）气体的检验方法：如氢气、氧气、空气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、甲烷等，常见气体的检验方法，对比如下：
检验吸收或净化类别试剂现象试剂装置O2带火星的木条
木条复燃红磷、白磷试管、集气瓶燃着的木条木条燃烧更旺灼热的铜网略
空气
燃着的木条
继续燃烧硫酸铜、浓硫酸（除水）、碱石灰（除水和CO2）
干燥管、干燥球
CO2紫色石蕊试液溶液由紫色变为红色生石灰干燥球澄清石灰水石灰水变浑浊足量石灰水洗气瓶燃着的木条木条熄灭氢氧化钠溶液洗气瓶H2O无水硫酸铜白色固体变蓝足量无水硫酸铜干燥管、干燥球冷而干燥的小烧杯有无色的小液滴生成浓硫酸、碱石灰洗气瓶、干燥球H2燃着的木条、
硫酸铜固体淡蓝色火焰，无水硫
酸铜变蓝灼热的氧化铜、
无水硫酸铜硬质玻璃管、干燥管
CO灼热的氧化铜黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊灼热的氧化铜硬质玻璃管
点燃淡蓝色火焰，澄清石灰水变浑浊
略略CH4点燃，产物检验同上H2O、CO2的检验淡蓝色火焰，白色固体变蓝，石灰水变浑略略灼热的氧化铜，产物检验同上H2O、CO2的检验黑色固体变红，白色固体变蓝，澄清石灰水变浑浊
略
略
注意事项：
气体的检验有明确的顺序要求，需要根据所检验气体进行调整，根本目的是避免对后续检验造成干扰，在设计实验时需始终考虑相关的知识。
如混合气中检验顺序一般为：H2O
>
CO2
>
H2
>
CO；因为气体经过石灰水中会携带水蒸气，干扰原混合气中水的检验，同理反应生成水时也应优先检验。
定量实验中，测定方法根据误差由小到大排序一般为：固体称重法>装置称重法>量气法；测定装置应注意是否冷却至室温、是否完全吸收、装置前后是否有其他杂质干扰等，据此进行相关的装置改进。
二、实验装置
【例题精讲】
例1．下图为CO还原CuO的“微型”实验。已知：HCOOHH2O+CO↑。说法错误的是（
）
A．实验中所需CO可现制现用
B．此装置可节约药品，污染小，现象明显
C．此装置内空间较小，空气易排空，实验危险系数小
D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和化合反应
【举一反三】
1．由CH4、CO、H2中的一种、两种或三种组成的气体，完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量之比是1:2，下列判断中错误的是（
）
A．原气体可能是H2和CH4
的混合物
B．原气体中可能不含CH4
C．原气体中若含有CO，则一定含有H2
D．气体中若同时含有CH4、CO和H2，则CO与H2的物质的量之比为1:2
【试题解析】
由CO2和H2O的物质的量之比
→
原子个数比
→
混合气体组成：
即CO2
：H2O
=
1
:
2
C
：H
=
1
:
4
①②③
2．为验证某混合气体中是否含CO、CO2和水蒸气，同学设计如下实验装置（装置气密性良好），将混合气体依次通入。实验现象记录如下。（药品均足量且每步反应完全、夹持仪器省略）
Ⅰ．仪器a的名称
（1）
。
Ⅱ．丙中粉末由
（2）
变红，发生的化学反应方程式为
（3）
，其中氧化铜作（4）
剂。
Ⅲ．根据上述现象，分析混合气体中一定含有水蒸气、一氧化碳，可能含有二氧化碳?。写出可能含有二氧化碳的理由
（5）
。
Ⅳ．在不改变装置的前提下，只需将装置
（6）
中药品换成
（7）
，即可判断二氧化碳是否存在。
【参考答案】
（1）锥形瓶（2）黑（3）CuO+COCO2+Cu（4）氧化（5）甲中氧化钙吸收水蒸气生成氢氧化钙，如含有CO2会与氢氧化钙反应，导致乙中无明显现象（6）甲（7）硫酸铜
3．探究水蒸气通过灼热的木炭后，得到的混合气体的主要成分。
（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，写出该反应的化学方程式
（1）
，装置B中澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式
（2）
，由此得出混合气体中含有CO2和H2O气体；
（2）通过观察装置D、E中的现象后
，为了确认混合气体中含有氢气，装置C中的试剂是
（3）
。为了证明CO气体的存在，装置F中试剂是
（4）
。
【实验结论】猜想正确。
【参考答案】
（1）CuSO4+5H2O→CuSO4?5H2O
（2）CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O
（3）浓硫酸
（4）澄清石灰水
【课堂回顾】
1．还原氧化铜的原理是什么？
2．如何检验混合气体？应遵循什么原则？
【温故知新】
1．一定量的碳与8.0g氧化铜混合加热，充分反应（如右图所示），反应前后测定装置I、装置Ⅱ的质量记录如下。下列分析正确的是（
）
A．I中减少的质量是氧元素的质量
B．Ⅱ中增加的质量是吸收的二氧化碳的质量
C．反应后I中固体成分可能有3种情况
D．生成的气体可能是混合物
2．某无色气体由H2、CO、CH4中的两种或三种物质组成，依次进行下列实验（假设每步反应均完全）：
I．无色气体在氧气中充分燃烧；
Ⅱ．燃烧后生成的气体通过足量无水硫酸铜，装置的质量增加5.4g
Ⅲ．再将剩余气体通过澄清石灰水，装置的质量增加6.6g。
则关于气体成分的推断一定错误的是（
）
A．H2和CH4
B．H2、CO、CH4
C．CO和CH4
D．H2、CO
3．草酸(H2C2O4)受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。为验证草酸分解产物，将产物持续通入下列装置。对该实验的分析正确的是（
）
①
②
③
④
A．该实验中①、②装置可以互换
B．若③中停止加热，④中液体会倒吸入硬质玻璃管中
C．反应结束后，③中的固体物质一定属于混合物
D．若分解产物停止通入时，③中生成的铜不会变成氧化铜
实验室可利用CO2与H2制备CH4，并进行CH4还原CuO的实验。
①CO2与H2在催化剂表面反应生成CH4与H2O，写出A中反应的化学方程式
（1）
。
②为了检验CH4与CuO反应生成CO2与H2O，装置B作用
（2）
，还需在
（3）
（填装置序号）之间增加盛有石灰水的装置。
③反应一段时间后，装置C中黑色固体变红，D中白色固体变蓝，由此现象
（4）
（“能”或“不能”）证明CH4在高温条件下与CuO反应，理由是
（5）
。
【答案】51
（1）CO2+4H2CH4+2H2O（2）吸收二氧化碳和水，以免干扰后续检验（3）D、E（4）不能（5）因为氢气和氧化铜反应也能产生相同现象（或生也能产水和二氧化碳），干扰判断。
5．实验与探究是化学学习的重要方法，请以碳及其化合物的知识探究以下问题。
①探究一：木炭与氧化铜在一定条件下发生反应。甲同学查阅资料后，建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，他的理由是 （1） 。
②探究二：现有混有少量CO2的CO气体，乙同学为了检验两种气体的存在，用如下装置进行实验。
I．A装置的作用是
（2）
，产生的现象是
（3）
。
II．B装置中发生反应的化学方程式是
（4）
，其中氧化铜发生
（5）
（填“氧化”或“还原”）反应。
III．C装置中尾气处理的方法是
（6）
（写出一种）。
【参考答案】51
（1）增大反应物的接触面积，使反应更充分（2）检验和充分吸收混合气体中二氧化碳（3）澄清石灰水变浑浊（4）CO+CuOCu+CO2
（5）还原（6）气球收集或点燃（或在尾气出口处放一点燃的酒精灯）
6．请结合下列装置图回答问题：
①若向A装置中通入纯净的氢气，为检验反应产物，A装置的右边应与上面的
（1）
（填字母）装置连
接，所选装置中出现的实验现象为
（2）
。
②若向A装置中通入纯净的一氧化碳气体，为检验反应产物，A装置右边应与上面的
（3）
（填字母）
装置连接。仅用上述装置进行实验有明显的安全隐患，要弥补这个缺陷，应采取的措施是
（4）
。
③现有一无色气体，可能是由一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种组成。为确定其组成，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是：气体→A→B→C，实验过程分析如下：
装置A中黑色氧化铜粉末变红色，该反应的化学方程式为
（5）
；装置B中无明显现象；装置C中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式
（6）
；由上述实验现象并不能确定原无色气体中是否含有二氧化碳气体，原因是
（7）
。
④如果氧化铜中混有铜粉，为了测氧化铜的质量分数，称取m
g样品实验，实验过程中获取两组数据：
Ⅰ．反应前后仪器a中质量减少w
g；
Ⅱ．吸收生成物的装置中质量增加Q
g。
假设还原氧化铜的反应充分，称量准确，你认为应选择
（8）
组的数据来计算样品中氧化铜的质量分数更好，理由是
（9）
。
【参考答案】
（1）B（2）无水硫酸铜粉末由白色变成蓝色（3）C（4）对尾气进行处理（C装置导管出口处点燃；C装置导管口套接一个气球或塑料袋）（5）CO+CuOCu+CO2（2分）（6）CO2+Ca(OH)2→H2O+CaCO3↓（2分）（7）混合气体中含有一氧化碳气体，一氧化碳与氧化铜反应产生二氧化碳气体（8）I（9）因为数据Ⅰ在题意前提下，其他因素对其影响小；
数据Ⅱ在同样前提下，如果生成物吸收不完全，对计算结果影响就大。所以数据Ⅰ比Ⅱ可靠。
1
学员编号：
年
级：
初三
课
时
数：
3
学员姓名：
辅导科目：
化学
学科教师：
课程主题：
二氧化碳的实验室制备
授课时间：2020．8
学习目标
1．归纳氧气的主要化学性质，书写有关反应的化学方程式；
2．描述一氧化碳与氧气及氧化铜反应的现象，书写化学方程式；
3．知道二氧化碳与水、石灰水的反应，描述有关实验现象，书写化学方程式；
4．举例说明氢气的化学性质：可燃性（跟氧气反应）和还原性（只要求掌握氧化铜与氢气反应的实验现象及化学方程式）。
教学内容
【互动探索】
1．某兴趣小组用木炭还原氧化铜来制取铜。该小组对生成的气体提出了质疑，根据碳与氧气反应后产物可能是CO2和CO，联想到碳与氧化铜反应是否有可能会产生CO。基于上述思考，为探究产物中气体的组成，设计如下实验：
（1）请写出A装置试管中的化学方程式：
。
（2）装置B、D中盛放的足量的试剂名称及作用是
。
（3）若在
的现象，说明有一氧化碳气体生成。
（4）当装置B中的石灰水里不再冒气泡时，反应停止，待A装置中试管冷却后倒出残留的固体物，固体残留物中一定含有铜，可能还含有物质有
。（用化学式表示）
（5）兴趣小组对CO产生的原因进行了分析：
原因一：木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反应生成CO和
Cu；
原因二：用化学方程式表示还可能产生CO的反应：
。
【参考答案】54．
（1）C
+2CuO2Cu
+
CO2↑；（2）澄清石灰水；检验并除去生成的二氧化碳；（3）C装置中黑色粉末变成亮红色，D装置中澄清石灰水变浑浊；（4）C或CuO；（5）C
+CO22CO
【知识梳理】
【知识点一】还原氧化铜的原理拓展
加热或高温条件下，还原剂会与一些氧化剂反应，利用特征反应、特征现象等，进行物质的鉴定、分析及含量测定。
还原剂：多为一些还原性单质、碳氢化物等，如木炭、氢气、一氧化碳、甲烷等还原性物质；
特征：还原剂具有还原性，在反应中得到氧元素，生成氧化性产物。
C+2CuO2Cu+CO2↑
H2+CuOCu+H2O
CH4+4CuO4Cu+2H2O+CO2↑
氧化剂：多为金属氧化物，如氧化铜、氧化铁、四氧化三铁、氧化锰等；
特征：氧化剂具有氧化性，在反应中失氧生成还原产物，一般伴有颜色变化、质量增减等。
CO+CuOCu+CO2
3C+2Fe2O3
3CO2↑+
4Fe
4H2+Fe3O44H2O+3Fe
二、实验装置与操作
1．装置要点：
（1）固+固还原反应：酒精喷灯或罩有金属网的酒精灯，反应需在高温条件下进行；
密闭性装置如大试管，一端堵塞的硬质玻璃管等，一般不需要通入气体；
（2）气+固还原反应：普通酒精灯，加热条件下进行；
开放性装置如硬质玻璃管，便于气体的导入与导出。
2．操作要点：
（1）实验前：检验装置气密性；均匀预热后集中加热，防止受热不均炸裂试管；大试管管口下倾，防止冷凝水回流炸裂试管；
（2）实验后：密封性装置需先移除导管，再熄灭酒精灯，防止溶液倒吸炸裂试管；
开放性装置需做到气体“早出晚归”，酒精灯“迟到早退”。
【例题精讲】
【例题1】（中考模拟）为探究某干燥的绿色固体粉末的元素组成，某小组进行如图所示实验，请回答：
①
装置Ⅱ中的现象说明装置Ⅰ中产生了
（1）
；
②
装置Ⅳ中发生反应的化学方程式是
（2）
；
③
实验二中气球的作用是
（3）
；
④
实验二的步骤如下，其正确顺序是：
（4）
；
a．通一段时间的CO
b．继续通CO
c．熄灭酒精灯
d．待黑色变成光亮红色
e．停止通CO
f．点燃酒精灯
⑤
根据上述实验现象推知绿色固体的元素组成是
（5）
。
【参考答案】52．（6分）
（1）水（H2O）（2）CO+CuOCu+
CO2（3）收集尾气，防止污染空气；（4）a
f
d
c
b
e（5）一定含铜、氢
【举一反三】
1．（闵行一模）用碳、一氧化碳还原氧化铜的仪器、装置如下图。（连接装置的橡皮管省略）
请回答以下问题：
（1）一氧化碳还原氧化铜的实验中，除A装置外，还需选用的仪器、装置组合是
（填字母），选用该仪器、装置的目的是
、
。
（2）碳还原氧化铜实验中（A中酒精灯换成酒精喷灯），反应的化学方程式是
。
（3）用碳和一氧化碳还原氧化铜的两个实验中，装置A中观察到的现象是
。（4）现有一包混有少量碳粉的氧化铜粉末，为了测定其碳粉的质量分数，称取m
g样品进行高温加热，实验过程中获取两组数据：
①反应前后仪器a中质量减少x
g；
②吸收生成物的仪器中质量增加y
g。
假设反应充分，称量准确，你认为应选择哪组数据进行计算会更为合理准确？你的理由是：
，
请列出计算碳粉质量分数的式子
。（用m、x、y表示）。
【参考答案】27．（7分）
（1）DG；
选D的原因：装置密封、有气体导入和导出（缺一不可）；
选G的原因：用石灰水检验产物，有尾气处理装置（缺一不可）；（2）C＋2CuO2Cu＋CO2↑
（3）黑色粉末变红色（4）选择①的数据比较精确；
因为装置内会残留少量二氧化碳未被吸收（或石灰水量若不足，无法将二氧化碳吸收完全）；
3x/11m
2．某同学用如图装置，进行有关碳及其氧化物的实验（图中夹持仪器已略去）。
在完成气密性检查后加入药品，并已设法在装置中充满二氧化碳。
实验步骤实验现象实验分析①缓缓通入CO2，点燃A处酒精喷灯，一段时间。木炭粉减少，D中有气泡、石灰水变浑浊且
。硬质玻璃管中发生反应的化学方程式为
。②点燃B处酒精灯，一段时间。B处玻璃管内
。以上实验说明______具有还原性③停止通入二氧化碳，熄灭A、B两处火焰。C中
。
有同学认为该装置需要添加尾气处理装置，你认为是否需要并说明理由
。
【参考答案】
①液面下降、石灰水沿右侧导气管进入E；
C+CO2
?2CO②黑色固体变红；
C、CO（答不全不给分）③D中液体进入C；
不需要，未反应的CO进入D装置不会逸散到空气中。
3．下图装置（夹持仪器略去）可用于探究碳及其氧化物的某些性质。
①甲处发生的化学方程式为
；
②丙处可观察黑色的氧化铜变为
色，发生反应的化学方程式为
；
③丁处可观察到澄清石灰水变浑浊，发生反应的化学方程式为
，该现象能否证明一氧化碳还原氧化铜的气体产物为二氧化碳？理由是
；
④从环保角度考虑，指出该装置的不足之处
，结合反应过程，指出该装置的一个优点（任写一条）
。
【答案】52．
①CaCO3+2HCl→CaCl2+H2O+CO2↑②红；CO+CuOCu+CO2③CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O；
不能，甲处生成的CO2在乙处可能未完全吸收，使澄清石灰水变浑浊④缺少尾气处理装置；
节约试剂，操作简单易行。
【知识点二】还原氧化铜的拓展
还原氧化铜原理除了用于冶炼金属外，还可以用在混合气体的检验，注意实验设计的严密性与规范性。
1．考察类型：
（1）气体的检验方法：如氢气、氧气、空气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气、甲烷等，常见气体的检验方法，对比如下：
检验吸收或净化类别试剂现象试剂装置O2带火星的木条
木条复燃红磷、白磷试管、集气瓶燃着的木条木条燃烧更旺灼热的铜网略
空气
燃着的木条
继续燃烧硫酸铜、浓硫酸（除水）、碱石灰（除水和CO2）
干燥管、干燥球
CO2紫色石蕊试液溶液由紫色变为红色生石灰干燥球澄清石灰水石灰水变浑浊足量石灰水洗气瓶燃着的木条木条熄灭氢氧化钠溶液洗气瓶H2O无水硫酸铜白色固体变蓝足量无水硫酸铜干燥管、干燥球冷而干燥的小烧杯有无色的小液滴生成浓硫酸、碱石灰洗气瓶、干燥球H2燃着的木条、
硫酸铜固体淡蓝色火焰，无水硫
酸铜变蓝灼热的氧化铜、
无水硫酸铜硬质玻璃管、干燥管
CO灼热的氧化铜黑色固体变红，澄清石灰水变浑浊灼热的氧化铜硬质玻璃管
点燃淡蓝色火焰，澄清石灰水变浑浊
略略CH4点燃，产物检验同上H2O、CO2的检验淡蓝色火焰，白色固体变蓝，石灰水变浑略略灼热的氧化铜，产物检验同上H2O、CO2的检验黑色固体变红，白色固体变蓝，澄清石灰水变浑浊
略
略
注意事项：
气体的检验有明确的顺序要求，需要根据所检验气体进行调整，根本目的是避免对后续检验造成干扰，在设计实验时需始终考虑相关的知识。
如混合气中检验顺序一般为：H2O
>
CO2
>
H2
>
CO；因为气体经过石灰水中会携带水蒸气，干扰原混合气中水的检验，同理反应生成水时也应优先检验。
定量实验中，测定方法根据误差由小到大排序一般为：固体称重法>装置称重法>量气法；测定装置应注意是否冷却至室温、是否完全吸收、装置前后是否有其他杂质干扰等，据此进行相关的装置改进。
二、实验装置
【例题精讲】
例1．下图为CO还原CuO的“微型”实验。已知：HCOOHH2O+CO↑。说法错误的是（
）
A．实验中所需CO可现制现用
B．此装置可节约药品，污染小，现象明显
C．此装置内空间较小，空气易排空，实验危险系数小
D．该实验中所涉及反应的基本类型有分解反应和化合反应
【举一反三】
1．由CH4、CO、H2中的一种、两种或三种组成的气体，完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量之比是1:2，下列判断中错误的是（
）
A．原气体可能是H2和CH4
的混合物
B．原气体中可能不含CH4
C．原气体中若含有CO，则一定含有H2
D．气体中若同时含有CH4、CO和H2，则CO与H2的物质的量之比为1:2
【试题解析】
由CO2和H2O的物质的量之比
→
原子个数比
→
混合气体组成：
即CO2
：H2O
=
1
:
2
C
：H
=
1
:
4
①②③
2．为验证某混合气体中是否含CO、CO2和水蒸气，同学设计如下实验装置（装置气密性良好），将混合气体依次通入。实验现象记录如下。（药品均足量且每步反应完全、夹持仪器省略）
Ⅰ．仪器a的名称
（1）
。
Ⅱ．丙中粉末由
（2）
变红，发生的化学反应方程式为
（3）
，其中氧化铜作（4）
剂。
Ⅲ．根据上述现象，分析混合气体中一定含有水蒸气、一氧化碳，可能含有二氧化碳?。写出可能含有二氧化碳的理由
（5）
。
Ⅳ．在不改变装置的前提下，只需将装置
（6）
中药品换成
（7）
，即可判断二氧化碳是否存在。
【参考答案】
（1）锥形瓶（2）黑（3）CuO+COCO2+Cu（4）氧化（5）甲中氧化钙吸收水蒸气生成氢氧化钙，如含有CO2会与氢氧化钙反应，导致乙中无明显现象（6）甲（7）硫酸铜
3．探究水蒸气通过灼热的木炭后，得到的混合气体的主要成分。
（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，写出该反应的化学方程式
（1）
，装置B中澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式
（2）
，由此得出混合气体中含有CO2和H2O气体；
（2）通过观察装置D、E中的现象后
，为了确认混合气体中含有氢气，装置C中的试剂是
（3）
。为了证明CO气体的存在，装置F中试剂是
（4）
。
【实验结论】猜想正确。
【参考答案】
（1）CuSO4+5H2O→CuSO4?5H2O
（2）CO2+Ca(OH)2→CaCO3↓+H2O
（3）浓硫酸
（4）澄清石灰水
【课堂回顾】
1．还原氧化铜的原理是什么？
2．如何检验混合气体？应遵循什么原则？
【温故知新】
1．一定量的碳与8.0g氧化铜混合加热，充分反应（如右图所示），反应前后测定装置I、装置Ⅱ的质量记录如下。下列分析正确的是（
）
A．I中减少的质量是氧元素的质量
B．Ⅱ中增加的质量是吸收的二氧化碳的质量
C．反应后I中固体成分可能有3种情况
D．生成的气体可能是混合物
2．某无色气体由H2、CO、CH4中的两种或三种物质组成，依次进行下列实验（假设每步反应均完全）：
I．无色气体在氧气中充分燃烧；
Ⅱ．燃烧后生成的气体通过足量无水硫酸铜，装置的质量增加5.4g
Ⅲ．再将剩余气体通过澄清石灰水，装置的质量增加6.6g。
则关于气体成分的推断一定错误的是（
）
A．H2和CH4
B．H2、CO、CH4
C．CO和CH4
D．H2、CO
3．草酸(H2C2O4)受热分解生成二氧化碳、一氧化碳和水。为验证草酸分解产物，将产物持续通入下列装置。对该实验的分析正确的是（
）
①
②
③
④
A．该实验中①、②装置可以互换
B．若③中停止加热，④中液体会倒吸入硬质玻璃管中
C．反应结束后，③中的固体物质一定属于混合物
D．若分解产物停止通入时，③中生成的铜不会变成氧化铜
实验室可利用CO2与H2制备CH4，并进行CH4还原CuO的实验。
①CO2与H2在催化剂表面反应生成CH4与H2O，写出A中反应的化学方程式
（1）
。
②为了检验CH4与CuO反应生成CO2与H2O，装置B作用
（2）
，还需在
（3）
（填装置序号）之间增加盛有石灰水的装置。
③反应一段时间后，装置C中黑色固体变红，D中白色固体变蓝，由此现象
（4）
（“能”或“不能”）证明CH4在高温条件下与CuO反应，理由是
（5）
。
【答案】51
（1）CO2+4H2CH4+2H2O（2）吸收二氧化碳和水，以免干扰后续检验（3）D、E（4）不能（5）因为氢气和氧化铜反应也能产生相同现象（或生也能产水和二氧化碳），干扰判断。
5．实验与探究是化学学习的重要方法，请以碳及其化合物的知识探究以下问题。
①探究一：木炭与氧化铜在一定条件下发生反应。甲同学查阅资料后，建议用超细炭粉与氧化铜粉末混合进行实验，他的理由是 （1） 。
②探究二：现有混有少量CO2的CO气体，乙同学为了检验两种气体的存在，用如下装置进行实验。
I．A装置的作用是
（2）
，产生的现象是
（3）
。
II．B装置中发生反应的化学方程式是
（4）
，其中氧化铜发生
（5）
（填“氧化”或“还原”）反应。
III．C装置中尾气处理的方法是
（6）
（写出一种）。
【参考答案】51
（1）增大反应物的接触面积，使反应更充分（2）检验和充分吸收混合气体中二氧化碳（3）澄清石灰水变浑浊（4）CO+CuOCu+CO2
（5）还原（6）气球收集或点燃（或在尾气出口处放一点燃的酒精灯）
6．请结合下列装置图回答问题：
①若向A装置中通入纯净的氢气，为检验反应产物，A装置的右边应与上面的
（1）
（填字母）装置连
接，所选装置中出现的实验现象为
（2）
。
②若向A装置中通入纯净的一氧化碳气体，为检验反应产物，A装置右边应与上面的
（3）
（填字母）
装置连接。仅用上述装置进行实验有明显的安全隐患，要弥补这个缺陷，应采取的措施是
（4）
。
③现有一无色气体，可能是由一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种组成。为确定其组成，按气体通过的先后顺序，连接的仪器依次是：气体→A→B→C，实验过程分析如下：
装置A中黑色氧化铜粉末变红色，该反应的化学方程式为
（5）
；装置B中无明显现象；装置C中澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式
（6）
；由上述实验现象并不能确定原无色气体中是否含有二氧化碳气体，原因是
（7）
。
④如果氧化铜中混有铜粉，为了测氧化铜的质量分数，称取m
g样品实验，实验过程中获取两组数据：
Ⅰ．反应前后仪器a中质量减少w
g；
Ⅱ．吸收生成物的装置中质量增加Q
g。
假设还原氧化铜的反应充分，称量准确，你认为应选择
（8）
组的数据来计算样品中氧化铜的质量分数更好，理由是
（9）
。
【参考答案】
（1）B（2）无水硫酸铜粉末由白色变成蓝色（3）C（4）对尾气进行处理（C装置导管出口处点燃；C装置导管口套接一个气球或塑料袋）（5）CO+CuOCu+CO2（2分）（6）CO2+Ca(OH)2→H2O+CaCO3↓（2分）（7）混合气体中含有一氧化碳气体，一氧化碳与氧化铜反应产生二氧化碳气体（8）I（9）因为数据Ⅰ在题意前提下，其他因素对其影响小；
数据Ⅱ在同样前提下，如果生成物吸收不完全，对计算结果影响就大。所以数据Ⅰ比Ⅱ可靠。
1