【题目】碳还原氧化铜的实验装置如图甲、乙所示。甲图中酒精灯上网罩的作用是___。

（提出问题）碳燃烧时可能生成CO2也可能生成CO2，那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能？

（作出猜想）猜想I:CO;

猜想Ⅱ：CO2;

猜想Ⅲ：___。

（设计方案）实验装置如图乙所示。打开K，缓缓通入干燥的氮气一段时间，关闭K，点燃酒精喷灯和酒精灯，充分反应后，熄灭酒精喷灯和酒精灯，打开K，再通入一段时间氮气。

方案一：从定性观察角度判断

（1）实验时装置A处的现象是_____。

（2）若B中无明显现象，D处的气体能点燃，则猜想___（填序号）成立。

方案二：从定量计算角度判断：取一定量碳粉和4g氧化铜的混合物进行实验，并测定表格中的四个数据：

反应前的质量

反应后的质量

A（玻璃管+固体）

m1

m2

B+C（广口瓶+混合液）

m3

m4

（3）若猜想Ⅱ成立，则理论上（m4-m3）__（m1-m2）（填“>”“<”或“=”）。

（4）若猜想Ⅲ成立且CuO全部转化成Cu，则参加反应的碳粉的质量m的取值范围是____。

（交流反思）实验开始前缓缓通入氮气的目的是_______。

【答案】集中火焰，提高温度 CO和CO2 黑色粉末变为（光亮的）红色 Ⅰ = 0.3g<m<0.6g 排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，防止空气中的成分干扰实验

【解析】

酒精灯上的网罩可以集中火焰、提高温度；

作出猜想：碳与氧化铜在高温下反应生成二氧化碳，如果碳过量，碳会与二氧化碳在高温的条件下反应生成一氧化碳，故碳与氧化铜反应生成的气体可能是一氧化碳，还可能是二氧化碳，还可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物，故猜想Ⅲ：CO和CO2

设计方案：方案一：（1）碳与氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，碳和氧化铜是黑色的，铜是红色的，故实验时装置A处的现象是黑色粉末变为（光亮的）红色；

（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，若B中无明显现象，说明无二氧化碳生成，一氧化碳具有可燃性，D处的气体能点燃，说明生成了一氧化碳，故猜想Ⅰ成立；

方案二：（3）若猜想Ⅱ成立，说明反应生成的气体是二氧化碳，，玻璃管中，反应前后，减少的质量，就是反应生成的二氧化碳的质量，二氧化碳能被澄清石灰水吸收，m4-m3即吸收的二氧化碳的质量，即碳与氧化铜在高温下反应生成二氧化碳的质量，故理论上（m4-m3）=（m1-m2）；

（4）假设4g氧化铜与碳反应生成的气体全部是二氧化碳，则这时消耗碳的质量为x

x= 0.3g

假设4g氧化铜与碳反应生成的气体全部是一氧化碳，则这时消耗碳的质量为y

y=0.6g

猜想Ⅲ成立，说明生成的气体是一氧化碳和二氧化碳的混合物，故参加反应的碳粉的质量m的取值范围是：0.3g<m<0.6g；

交流反思：该反应可能生成一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空气，遇高温容易发生爆炸，故实验开始前缓缓通入氮气的目的是：排尽装置内的空气，防止加热时发生爆炸，防止空气中的成分干扰实验。

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