《2025年教材完全解读九年级化学上册人教版》

5. 某班同学取用相同总质量的木炭粉和氧化铜的混合物,按图示装置进行实验。实验过程中发现有的小组“黑色固体变红色”这一实验现象不明显。小组同学对此异常现象进行了如下探究。

【知识回忆】碳和氧化铜反应的化学方程式为 $C + 2CuO \overset{高温}{=} 2Cu + CO_{2} \uparrow$,理论上碳和氧化铜的质量比为 12:160(或 3:40)。
【作出猜想】产生异常现象可能与所取用木炭粉和氧化铜的质量比有关。
【实验探究】小组同学用总质量相同但质量比不同的木炭粉和氧化铜的混合物(不考虑其中杂质),分别进行实验,部分实验现象记录如下：


【交流讨论】
(1) 推测实验 4 中“C 处导管口的现象”是 尾气不燃烧。
(2) 上述探究可得出,实验时所用木炭粉和氧化铜的质量比为 1 : 10 ~ 1 : 12 时,可观察到黑色固体明显变红,同时还可减少 CO (填化学式)的排放,防止空气污染。
【反思评价】分析发现,实验 5 中 $m(C) : m(CuO)$ 的值与理论值不符,实验后却无黑色固体残留。请用化学方程式解释实验中过量的黑色固体消失的原因： $2\mathrm{C}+{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{点燃}2\mathrm{C}\mathrm{O}$(或$\mathrm{C}+{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{点燃}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}$，$\mathrm{C}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{高温}2\mathrm{C}\mathrm{O}$，写一个即可) (写出一个即可)。

答案： 【知识回忆】12:160(或 3:40)
【交流讨论】
(1)尾气不燃烧
(2)CO
【反思评价】$2\mathrm{C}+{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{点燃}2\mathrm{C}\mathrm{O}$(或$\mathrm{C}+{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{点燃}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}$，$\mathrm{C}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{高温}2\mathrm{C}\mathrm{O}$，写一个即可)
【解析】【知识回忆】根据化学方程式可知，理论上碳和氧化铜的质量比为$12\colon (2× 80)=12\colon 160=3\colon 40$。【交流讨论】
(1)实验 3、实验 5“C 处导管口的现象”均为“尾气不燃烧”，可知实验 4 中的“C 处导管口的现象”也应为“尾气不燃烧”。
(2)根据反应前后元素种类不变，且反应物为 C 和 CuO，可知尾气燃烧是因为尾气中含 CO。控制反应物比例，可减少 CO 排放，防止空气污染。【反思评价】实验 5 中所用$m(\mathrm{C})\colon m(\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{O})$的值比理论值大，说明碳除了与 CuO 反应外，还参与了其他反应，故过量黑色固体消失的原因可能是碳与空气中的 O₂ 或生成物 CO₂ 发生了反应。

6. 竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。某课外活动小组对竹炭进行初步探究。
【提出问题】竹炭中是否含有碳元素。
【猜想与假设】竹炭中含有碳元素。
【查阅资料】新鲜的血液遇一氧化碳由鲜红色变为暗红色。
【设计实验】所用装置如图所示。A 装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳；如有二氧化碳产生,D 装置用于除尽产生的二氧化碳气体。

(1) 实验开始后,C 装置中产生白色沉淀,其中发生反应的化学方程式为 $\mathrm{C}\mathrm{a}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_{2}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{3}\downarrow +{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$,E 装置中新鲜的鸡血变为暗红色。
(2) 小玥认为应在 A、B 装置间再增加一个 C 装置,目的是 检验二氧化碳是否已被除尽。
(3) 课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是 没有进行尾气处理,解决方法是 在 a 处加一盏点燃的酒精灯或套上一个气球。
(4) 小亮认为可以用如图所示的装置替换原装置中的 E 装置,你认为 不可以(填“可以”或“不可以”),原因是 E 装置中通入的气体可能是一氧化碳和氧气的混合气体，加热时可能发生爆炸。

【结论】竹炭中含有碳元素。
【拓展应用】竹炭细密多孔,竹炭牙膏中因含有竹炭等成分而具有消炎、止痛、化瘀、去污等功效,下列有关竹炭牙膏的用途的描述不正确的是 B(填字母)。
A. 可除去衣领、袖口等处的汗渍
B. 不能除去口中异味
C. 可用于虫咬、灼伤的消炎止痛

答案： 【设计实验】
(1)$\mathrm{C}\mathrm{a}(\mathrm{O}\mathrm{H}{)}_{2}+\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{2}\xlongequal{}\mathrm{C}\mathrm{a}\mathrm{C}{\mathrm{O}}_{3}\downarrow +{\mathrm{H}}_{2}\mathrm{O}$
(2)检验二氧化碳是否已被除尽
(3)没有进行尾气处理 在 a 处加一盏点燃的酒精灯或套上一个气球
(4)不可以 E 装置中通入的气体可能是一氧化碳和氧气的混合气体，加热时可能发生爆炸
【拓展应用】B
【解析】【设计实验】
(1)二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水。
(2)A 装置的主要作用是除去空气中的二氧化碳，防止其影响后续检验，故在 A、B 装置间增加装有澄清石灰水的装置，目的是检验二氧化碳是否已被除尽。
(3)一氧化碳有毒，不能直接排放到空气中，所以该实验设计中的缺点是没有进行尾气处理，改进方法是在 a 处加一盏点燃的酒精灯或套上一个气球。
(4)E 装置中通入的可能是一氧化碳和氧气的混合气体，高温下可能发生爆炸，所以不可以用图示装置替换原装置中的 E 装置。
【拓展应用】由题给信息知，竹炭细密多孔，具有吸附性，可除去口中异味，B 错误。