考向三、木炭还原氧化铜实验
(1)实验装置(如图所示)：
(2)现象：试管内的黑色粉末逐渐变成红色，澄清石灰水变浑浊。
(3)操作要点：
a．把刚烘干的木炭粉末和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管；
b．将试管固定在铁架台上。试管口装有通入澄清石灰水的导管；
c．集中加热；
d．过几分钟后，先撤出导气管，待试管冷却后再把试管里的粉末倒在纸上。观察现象并分析。
易错警示
实验操作目的及注意事项
a．反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。
b．试管口应略向下倾斜：防止冷凝水倒流使试管炸裂。
c．在酒精灯上加网罩的目的：集中火焰、提高温度。
d．配制混合物时木炭粉应稍过量的目的：防止已经还原的铜被氧气重新氧化。
e．实验完毕后先熄灭酒精灯的后果：石灰水倒吸入热的试管中使试管炸裂。
知识拓展
方法技巧
解答这类题目，首先要理解和熟记碳的化学性质及其反应现象、化学方程式和用途等相关知识。然后根据所给的实验、问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，以及自己的生产或生活经验所得，细致地分析题意或图表信息等各种信息资源，联系起来综合分析，按照题目要求进行认真地选择或解答。
跟踪训练
1．按如图进行实验，下列分析或结论正确的是（）
A.导管口刚有气泡冒出说明反应开始
B.实验结束应立即倒出粉末
C.木炭能使氧化铜还原为铜
D.固体减少的质量一定等于生成二氧化碳质量
2．已知：C+2CuO=2Cu+CO2↑。如图表示一定量的木炭和氧化铜固体混合物受热过程中，某变量y随加热时间的变化趋势，其中纵坐标y表示（）
3．用纯净的木炭粉还原氧化铜粉末时，可能发生的化学反应是：C+2CuO=2Cu+CO2↑，C+2CuO=Cu+CO↑．某同学设计实验，欲证明氧化铜中含有氧元素，实验装置如图。有关说法不正确的是（ ）
A．实验前先通入N2的目的是排尽玻璃管中的空气，防止干扰
B．本实验能证明含氧元素的证据是澄清石灰水变浑浊
C．硬质玻璃管中黑色固体变红，可以证明氧化铜含有氧元素
D．本实验的不足是没有处理尾气
4．在高温条件下，碳能使二氧化碳转变成一氧化碳：C+CO2=2CO，下列说法不正确的是（）
A．反应中碳发生了还原反应
B．产物是空气污染物之一
C．该反应为吸热反应
D．该反应中原子数目在反应前后不变
5．已知：2CuO+C=2Cu+CO2↑．如图表示一定质量的CuO和C固体混合物在受热过程中各物质质量随时间的变化趋势。下列说法中错误的是（ ）
A．t1时，开始发生反应
B．t1和t2时，固体中铜元素质量保持不变
C．b是固体混合物的质量
D．d是二氧化碳的质量
6．某化学兴趣小组的同学探究木炭还原氧化铜的实验，实验装置如图。实验时，a中的固体由黑色变红色，b中的试管内产生气泡和白色沉淀。
氧化亚铜（Cu2O）是红色固体，能与稀硫酸发生如下
反应：Cu2O＋H2SO4＝Cu＋CuSO4＋H2O。
已知实验后a中的红色固体含有单质铜，是否还含有
氧化亚铜（Cu2O）呢？
取a中的红色固体少量于试管中，加入____________
溶液，试管中出现___________________________________，证明固体中确实含有Cu2O。
木炭还原氧化铜产生的气体是什么？
猜想一：CO2；猜想二：CO；猜想三：_________________。
甲同学认为猜想二不正确，他的理由是____________________________。
乙同学将木炭还原氧化铜产生的气体通入灼热的氧化铜粉末中，黑色固体变红，证明猜想______是正确的，该反应的化学方程式为____________________________________。
兴趣小组认为上图装置不够完善，为了防止尾气对空气的污染，应该把上图装置中的b部分装置换成下列______装置（填字母序号）。
ABCD
真题再现
1．图所示是碳与氧化铜反应的实验装置，下列说法错误的是（）
A．网罩的作用：集中火焰并提高温度
B．理论上试管a中减少的质量等于试管b增加的质量
C．a中黑色粉末变红说明碳具有还原性
D．反应结束后立即把a中的物质倒出来观察现象
2.实验室可利用碱式碳酸铜受热分解生成氧化铜、水和二氧化碳，制备氧化铜，并进行碳粉还原氧化铜的实验。
（1）制备氧化铜并检验产物，装置如下图所示（省略夹持仪器）：
步骤一：连接A和B，打开活塞，通入空气。步骤二：关闭活塞，连上C和D，开始加热。步骤三：在加热过程中，记录在B中固体质量变化如下表，在t3时停止加热。
①B中发生反应的化学方程式为：
②C中试剂是。
③选择t3时停止加热的理由是（2）一定量碳粉还原（1）中制得的氧化铜并检验产物，装置如下图所示：
实验过程中，观察到F中溶液变浑浊，E中的现象是
反应完全后，若仅撤走酒精喷灯停止加热，可能导致的后果是
（3）若（1）中省略步骤三，对（2）中反应物判断可能产生的影响及原因是
3.为探究碳还原氧化铜的最佳实验条件，用木炭粉和氧化铜的干燥混合物进行系列实验。
（査阅资料）
①碳还原氧化铜得到的铜中可能含有少量的氧化亚铜；
②氧化亚铜为红色固体，能与稀硫酸反应：Cu2O+H2SO4=CuSO4+H2O+Cu。
③铜不能与稀硫酸反应
（进行实验）实验1：取质量比为1：11的木炭粉和氧化铜混合物1.3g，进行实验。
实验2：取一定量的混合物，用1-2装置进行实验。
（解释与结论）
（1）木炭还原氧化铜的化学方程式是。
（2）实验1-2中，证明产生了CO2的现象是
（3）实验1的目的是。
（4）实验2的结论是
（反思与评价）
（5）实验2没有进行质量比为1：14的实验，理由是
（6）为检验2-4的红色固体中是否含Cu2O，所需的试剂是。
4．某小组进行了如下实验，请完成相关分析。
①如图一所示进行实验，试管1中的现象是 ，操作X是 。该实验得出的结论是：活性炭具有 性。
②取少量生石灰进行如图二所示实验，加入一定量水后，触摸试管壁感觉
；上层清液的溶质是 ，升高温度沉淀质量 （选填“变大”“变小”或“不变”）。
③如图三所示进行碳和氧化铜反应的实验，Ⅰ中观察到的现象是 ，反应的化学方程式是 。
5．木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史。教材用如图1实验介绍这一知识。
（1）木炭与氧化铜反应的化学方程式是 。
（2）酒精灯火焰处加有铁丝网罩，其作用是 。
（3）固定试管时，试管口要略向下倾斜，其目的是 。
（4）图I与教材中的装置还是略作了改进，实验结束时，可先用弹簧夹夹紧橡皮管，再熄灭酒精灯，这样做的目的除了防止石灰水倒吸入热的试管，使试管炸裂外，还可以防止 。
（5）为了提高成功率，某研究小组设计如图Ⅱ方案进行实验。
分别称取2g木炭与CuO混合物，按每种比例重复实验3次。实验记录如下表：
总质量相同（2g）但木炭与CuO比例不同的实验对比表:
由实验数据分析，除温度外，影响实验的因素是 ；从产物分析，该反应混合物的最佳比例范围是 。
和
稳定的高温是本实验成功的关键因素之一，实验装置也会影响加热的效率。图Ⅱ装置将卧式装置改为直立式装置，实验时，将反应混合物夯实于底部，调节酒精灯使外焰完全包围试管的下部。你认为该设计是否更好？ （填“是“或“否”）；理由是 。
由于试管中有空气，实验时应注意：
①混合物需进行预热，除了使试管受热均匀外，另外的目的是 。
②理论上讲并不能把石灰水变浑浊作为木炭跟CuO开始反应的充分证据。其理由是 。