碳还原氧化铜反应装置改进及实验探究

合集下载

“木炭还原氧化铜”实验的改进

“木炭还原氧化铜”实验的改进作者：蒋发强来源：《中国校外教育·基教(中旬)》2016年第05期摘要：在人教2012版九年级化学教材上册第六单元，教材第111页中“用木炭还原氧化铜”实验，是初中化学教学中一个比较重要的实验。

由于氢气还原氧化铜已经删除，而一氧化碳还原氧化铜已经不安排实验，因此，这一实验如果不能成功完成的话，那么，学生并没有更多机会获得“还原反应”的感性认识了。

因此，对这一实验进行了长期关注与研究，并借鉴许多专家、同行的成果，进行了必要的改进，现在，这一实验已经有成熟的做法。

关键词：化学教学“木炭还原氧化铜” 还原反应一、实验原型实验6-2中，“用木炭还原氧化铜”的装置图：据笔者了解，过去一些教师也曾经照本宣科，依葫芦画瓢，但是往往失败。

显然，教材的这个实验，编者也进行了多次修改。

但是，横式加热这一点从来未变。

只是加热的方法进行过多次修改，曾经使用酒精喷灯，后来又改为酒精灯，但加了网罩。

显示出编者对重点的提示，就是要重视加热的质量。

但是，许多教师可以没有对这一点给予充分的重视，加之忽视其他实验细节，所以实验仍然难以获得满意的效果。

许多老师后来改用了竖式加热的方法，成功率确实很高，我也在一段时间里采用这种加热方法，成功率为100%。

但是，这一加热方法与课本的描述不符，确实，加热固体的时候，试管口应当向下倾斜，以防止冷凝水流到灼热的试管底部，造成试管破裂，给实验造成不利的影响和后果。

既然竖式加热可以改善试管受热的情况，那么，我觉得我们也应当可以通过必要的改进，找到试管横放时保证加热效果的方法，从而使实验成功完成。

通过几十次的实验摸索，我终于找到了这样的方法。

二、实验的改进根据实验失败可能的原因，进行针对性的改进。

采取的措施如下：反应物：氧化铜，木炭。

混和比例：大约10︰1处理方法：按比例称取上述物质，放在研钵里仔细地，充分地研磨，力度要大一点，时间长一点，要有冲击的力度。

为了加大研磨力度，可以为通常使用的研钵的杵加装一个比较长的较粗的把。

碳还原氧化铜的热效应及实验现象

1. 碳还原氧化铜的热效应及实验现象碳还原氧化铜是一个常见的化学实验，其热效应和实验现象备受关注。

在这篇文章中，我们将深入探讨碳还原氧化铜的热效应和实验现象，以及对这一主题的个人观点和理解。

2. 实验原理碳还原氧化铜的实验原理非常简单，即将氧化铜与碳粉混合，在高温下加热反应。

化学方程式如下：CuO + C → Cu + CO2在这个反应中，氧化铜被还原为铜金属，同时碳被氧化为二氧化碳。

这是一个放热反应，释放出大量热能。

3. 实验现象在进行碳还原氧化铜的实验时，我们会观察到一系列明显的实验现象。

当加热混合物时，发出明亮的红色火焰，伴随着浓烟的产生。

这是碳在高温下燃烧的结果，释放出能量。

随后，我们会观察到氧化铜的颜色逐渐变化，从黑色转为红色，最终变为金属光泽的铜色。

集装瓶内会观察到二氧化碳气体的产生，可以用氢氧化铜溶液的变化来证明。

这些实验现象清晰地展现了碳还原氧化铜反应的过程和结果。

4. 热效应碳还原氧化铜的反应释放出大量热能，这一热效应是实验中的关键。

热效应可以用来验证反应类型、计算反应热等。

在这一实验中，观察到的强烈的火焰和高温现象，实际上是在释放热能。

这种热效应不仅说明了反应是放热反应，也为我们提供了实验数据和观察现象。

5. 个人观点和理解对于这一实验现象和热效应，我个人的观点和理解是：通过碳还原氧化铜的实验，我们可以直观地感受到化学反应释放热能的过程，并且了解到热效应在化学实验中的重要性。

这不仅是化学知识的验证和应用，也是对科学实验方法的启发和培养。

6. 总结与回顾通过深入探讨碳还原氧化铜的热效应及实验现象，我们加深了对这一主题的理解。

实验原理、观察到的现象以及热效应的个人观点都得到了充分的阐述。

通过这篇文章的阅读，读者能够全面、深刻地了解碳还原氧化铜的化学原理和实验现象，以及热效应在其中的重要作用。

在这篇文章中，我们深入探讨了碳还原氧化铜的热效应及实验现象，并共享了个人观点和理解。

希望这些内容能够对读者有所启发和帮助，让大家对化学实验有着更深入的认识和理解。

碳还原氧化铜实验的改进

碳还原氧化铜实验的改进
碳还原氧化铜实验是一种常见的化学实验，其基本原理为利用碳的还原作用还原氧化铜，从而观察到铜金属的生成。

为了改进这种实验，可以考虑以下几点：
1.优化实验条件：实验中需要合理控制温度和反应物比例等条件，以使反应能够尽可能地进行。

可以通过调整碳粉的粒度、加热方式等手段改善实验效果。

2.改变实验装置：传统的碳还原氧化铜实验常用的是容器或试管进行反应，但这种方法难以控制反应的速率和程度。

可以考虑使用连通装置或微流体技术等新型实验装置，实现反应条件更为精确的控制。

3.运用新技术：利用电化学技术等新技术可以更为精细地控制反应过程，去除不必要的副产物和杂质，提高产物纯度和反应速率。

此外，利用纳米化技术可以将碳粉制备成更小的颗粒，增加反应的表面积，从而有效提高反应速率。

总之，通过不断地改进和创新，可以让碳还原氧化铜实验实现更好的效果和更广的应用。

“一氧化碳还原氧化铜”教学过程与反思

ＣｕＯ的实验，并提出一些问题来让学生对比它与其他两个还时，我认为这节课之所以效果较好，就在于全班范围的讨论
主思考的余地，是纯接受性的学习，虽然有一定的印象，但并课后我反思了一下在课堂教学中注意并运用的教学措施，并
解决这个问题，充分体现新课标关于培养学生探究思维的理
如：全班性的讨论虽然大部分同学都十分积极参与，但仍然
己的猜想。仅这样还不够，由于牵涉尾气泄漏有毒，因而需要有一部分思维不够活跃、平时比较内向的同学是充当了“ 旁
解决如何处理尾气的问题。这很好地锻炼了学生全面综合考观者 ” 的角色，如何调动和开发这部分同学的思维，是我今后
小结如下：
件不同，生成物不同，物质本身性质不同，导致实验装置有一探究的结果恰恰给了学生最好的成就感。
些差别。以往教学这节课时，我通常是采用直接做Ｃ０还原
原实验的不同。这种方法比较直观，学生在实验前却没有自没有起到培养学生的对比思维、自己分析问题的能力。为了
麟蘩麟
在一氧化碳的性质申，ｃ０的还原性是比较重要的性质，
特别是它与Ｈ还原ＣｕＯ、Ｃ还原ＣｕＯ这两个反应由于反应条
黧巍嘲Βιβλιοθήκη ⑧ 胡琳出现了蓝色火焰，大家都很开心。因为这就是他们自己设计出来的实验装置。成就感是学习的动力，而探究的过程以及这一节课基本上是在讨论中进行的。在课后总结这节课极大地调动了学生的学习积极性，激发了学生的兴趣。对此，

碳还原氧化铜实验结束的操作-概述说明以及解释

碳还原氧化铜实验结束的操作-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述部分的内容如下：实验中，我们进行了碳还原氧化铜的实验，并通过实验步骤和实验结果对实验过程进行了详细描述与分析。

本实验的目的是研究碳在高温条件下与氧化铜反应所产生的化学变化，并通过操作结束步骤对实验的完整性进行总结。

我们首先在实验中提出了碳还原氧化铜的假设，并设计了相应的实验步骤来验证这一假设。

通过仔细控制实验条件并观察实验现象，我们得出了一系列实验结果，包括氧化铜颜色的变化、产生的气体的性质以及实验容器的重量变化。

通过实验结果的分析，我们发现在高温条件下，碳与氧化铜发生了化学反应，生成了一种新的物质。

此外，我们还观察到了气体的产生和实验容器质量的减少，这些都是碳还原氧化铜反应的特征性现象。

同时，我们还对实验结果进行了进一步的讨论与解释。

最后，在文章的结尾部分，我们给出了对整个实验的总结，并提出了操作结束步骤，以保证实验的安全与环境的保护。

在操作结束步骤中，我们注意到了实验残留物的处理和设备的清洁，以及实验室环境的消毒等重要事项。

这些操作结束步骤的执行，不仅能够确保实验的完整性和安全性，也是对科学研究的负责态度的展示。

综上所述，本文将详细介绍碳还原氧化铜实验的概述和操作结束步骤，以提供给读者对实验过程的全面了解和操作的参考。

该实验的研究结果对于深入理解碳在高温条件下与氧化铜反应的机理有着重要的意义，并为相关领域的研究提供了有价值的参考依据。

1.2文章结构文章结构部分主要用于介绍本篇文章的组织结构和内容安排，帮助读者更好地理解整篇文章的逻辑顺序和内容关系。

在本篇文章中，文章结构部分的内容应该包括以下几个方面：首先，介绍文章的整体组织结构。

可以说明文章由引言、正文和结论三部分组成，并简要概括每个部分的主要内容和目的。

接着，详细介绍引言部分的内容。

可以说明引言部分的目的是为了引入读者对碳还原氧化铜实验的背景和意义，并简要概括引言部分包括概述、文章结构和目的三个方面的内容。

实验：还原反应的探究

聚焦初中还原反应实验1.下面是三套还原氧化铜的实验装置装置甲与乙的不同点原因(用物质性质说明)反应物角度①A敞口，B密闭②A不用尾气处理，B需要点燃尾气③A试管口略向下倾斜，B玻璃管水平①H2无毒，CO有毒②A产物水是液体，倒流会引起试管破裂。

B产物CO2是气体生成物角度A产物的检验是滴入盛有无水硫酸铜的蒸发皿，B产物的检验是通入盛有澄清石灰水的锥形瓶白色无水硫酸铜遇水变蓝，CO2使澄清石灰水变浑浊2、氢气、一氧化碳还原氧化铜是吸热反应；碳还原氧化铜是放热反应。

实验一：氢气还原氧化铜实验步骤：(l)先向试管中装人氧化铜、固定试管①试管口应倾斜向下（试管口下倾角度的稍大，实验效果更好）：防止在试管口处冷凝的水流到试管底部使试管炸裂。

②导气管管口应伸入接近试管底部；目的是排尽试管内的空气。

③试管口不用塞子，如果试管用塞子塞住就无法排出试管内的空气(2)通人经过验纯的纯净氢气（目的是为了防止加热时混合气体发生爆炸.）(3)点燃酒精灯给试管加热（先预热，再集中在装有氧化铜部位加热，目的是防止试管受热不均而发生炸裂)(4)实验结束后撤离酒精灯(5)继续通氢气直到试管冷却(目的是防止高温时生成的铜被空气中的氧气重新氧化为氧化铜) （6）可能出现的其他问题：氢气中含有酸性物质（如HCl），氧化铜与氢气中的酸性物质和水分发生反应，而变成铜离子，无法再被还原为铜单质。

实验二：一氧化碳还原氧化铜【现象】①黑色固体变红②生成能使澄清石灰水变浑浊的气体实验步骤】①连好装置，检验气密性；②加入药品；③先缓慢均与的通入一氧化碳，片刻时间后，估计空气已排净（可用试管收集尾端出口的气体，进行检验，直到无爆鸣声为止）时，点燃导管末端酒精灯（一氧化碳有毒，注意通风，不能一开始就点燃尾气，那样有可能爆炸）；④同时开始加热硬质大试管⑤熄灭硬质大试管处的酒精灯，继续通一氧化碳直至装置冷却（防止刚生成的热的铜与氧气反应，使实验失败）；⑥停止通入一氧化碳；⑦最后熄灭尾端酒精灯【实验缺陷】一氧化碳用了太大（可以改用反应前后通入氮气：即减少一氧化碳用量，又安全环保）实验三：一氧化碳还原氧化铁实验现象：固体粉末由红色逐渐变黑；澄清石灰水变浑浊实验步骤：①连好装置，检验气密性；②加入药品；③先缓慢均与的通入一氧化碳，片刻时间后，估计空气已排净（可用试管收集尾端出口的气体，进行检验，直到无爆鸣声为止）时，点燃导管末端酒精灯（一氧化碳有毒，注意通风，不能一开始就点燃尾气，那样有可能爆炸）；④同时开始加热硬质大试管（起初小心加热整个试管，然后加大一氧化碳流量，集中强热样品5分钟左右，直到红棕色氧化铁变为黑色铁）；⑤熄灭酒精喷灯，继续通一氧化碳直至装置冷却（防止刚生成的铁在高温下又与氧气反应，使实验失败）；⑥停止通入一氧化碳；⑦最后熄灭尾端酒精灯【相关资料:】一氧化碳与氧化铁在加热的条件下发生如下反应:3Fe2O3+CO2Fe3O4+CO2；Fe3O4+CO3FeO+CO2；FeO+CO Fe+CO2；总反应式为Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 （注：Fe、FeO、Fe3O4均为黑色）【实验要点】：①通入CO后,若加热时间短,反应不充分,则黑色产物中有大量“Fe3O4”;加热时间长,反应充分,则黑色产物主要为“铁”。

一氧化碳还原氧化铜的实验改进

一氧化碳还原氧化铜的实验改进
王桂芳
【期刊名称】《中小学实验与装备》
【年(卷),期】2001(011)1-2
【摘要】一氧化碳是一种有毒的气体，从环境保护上讲，尽量做到防止和控制一氧化碳污染空气，同时实验又要安全可靠，有一定的科学性。

所以，多次从理论上探索，对教材中的实验作了如下改进，如装置图，改进的实验关键在尾气处理上，将一氧化碳通过一个大烧杯，烧杯内注人水，然后在导气管出口处连接一个漏斗，排水收集一氧化碳。

【总页数】1页(P40)
【作者】王桂芳
【作者单位】河南省光山县教学研究室(465450)
【正文语种】中文
【中图分类】G633.8
【相关文献】
1.一氧化碳还原氧化铜实验改进
2.一氧化碳还原氧化铜的实验改进
3.对木炭还原氧化铜气体产物成分探究下的实验改进
4.一氧化碳和氧化铜反应的实验改进
5.一氧化碳还原氧化铜的实验改进
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

木炭还原氧化铜

木炭还原氧化铜实验目的：通过了解碳在高温时具有还原性实验原理:碳在高温时可以使氧化铜还原成金属铜C+2CuO=CO2↑+Cu。

由于实验实在是试管中进行，存在有一些空气，所以实验中会存在一些副反应如：C+O2=CO2,CO2+C=2CO等。

实验过程及现象:装置图1、取适量的碳粉（约蒸发皿体积的四分之一）于蒸发皿中，用煤气灯烘炒碳粉直至碳粉出现红晕，如岩浆的颜色。

冷却后得到黑色粉末。

2、取体积与碳粉差不多体积的氧化铜粉末烘炒。

冷却后得到黑丝粉末，颜色比碳粉浅。

3、取0.5g烘炒过的碳粉与4g的烘炒过的氧化铜于研钵中，研磨大约三分钟时间。

然后将混合物装入硬质玻璃试管中，夯实。

4、用煤气灯预热试管，然后集中火力对混合物加热。

试管内粉末变红热，如同燃烧起来，迸射出红色火星，此时立即停止加热。

石灰水变浑浊。

试管内无火星时，立即撤走石灰水。

待试管冷却后再将产物倒出来。

5、分别取0.5g碳粉和6.5g氧化铜、0.5g碳粉和5g氧化铜，实验过程与步骤3、4相同实验总结：1、装试剂时不要夯实，，比较上表发现夯得越实产物越少。

2、碳粉与氧化铜的干燥程度与实验的成功息息相关，二者必须充分烘干。

3、碳粉和氧化铜的研磨时间尽可能长，以使碳粉与氧化铜的接触面尽可能的大，增大试验成功可能性。

4、实验中冷却时要即使撤走石灰水，防止倒吸。

5、实验中要观察“舞台烟雾效果”最好能将导管插入水中，然后观察水面。

因为如果直接通入空气，无法排除白雾是由于试管中的粉末造成的可能。

6、在试管冷却之前，不要拔出胶塞，以防灼热的铜与氧气反应。

7、实验中如果碳粉不足，需要烘炒新的碳粉时，不要直接将新碳粉放在干碳粉上直接加热。

因为干碳粉经过干燥后质量较轻，较蓬松，加热会在两种碳粉之间形成气体对流，会出现一股黑烟。

8、实验中可以用铜粉加热制取氧化铜，这样可以使氧化铜更干燥。

9、实验中可以在玻璃导管后加上一截橡胶管，可以在冷却时用止水夹夹住胶管，防止铜与空气反应。

一氧化碳还原氧化铜的实验现象

一氧化碳还原氧化铜的实验现象实验一：一氧化碳还原氧化铜实验原理：还原是指将物质的氧化态降低，同时氧化物的电子转移给还原剂，产生新的化学反应。

在这个实验中，我们使用一氧化碳作为还原剂，将氧化铜还原为金属铜。

实验步骤：1. 将1克氧化铜粉末放入一个试管中。

2. 用一个导管将一氧化碳气体通过试管底部进入试管中，使气体流向氧化铜粉末。

3. 观察试管中的反应情况，注意观察颜色变化和反应的时间。

4. 当反应完成后，用一根镊子取出纯净的金属铜。

实验结果：在实验中，我们观察到氧化铜的颜色由黑色变为了红棕色，随着一氧化碳的继续进入，颜色逐渐变为金属铜色。

当颜色完全变为金属铜色时，反应完成。

实验的化学方程式如下：CuO + CO → Cu + CO2实验分析：在这个实验中，氧化铜（CuO）被还原为金属铜（Cu），同时一氧化碳（CO）被氧化为二氧化碳（CO2）。

还原反应是化学反应中重要的一类反应，常用于金属制备、燃烧、腐蚀等领域。

在实验过程中，实验结果的颜色变化是由于氧化铜本身造成的。

氧化铜被还原为金属铜后，不再吸收光线，反而反射光线，所以金属铜呈现出明亮的金属质感。

实验指导：在进行这一实验时，需要注意以下几个方面：1. 实验中使用的一氧化碳是有毒气体，应在通风良好的地方进行实验。

2. 实验中使用的氧化铜（CuO）是一种重金属化合物，需要注意防护措施。

在取出实验制品前，应佩戴手套等防护装备，以免直接接触到金属铜。

3. 实验过程中需要注意观察颜色变化和反应时间，以便确定反应的结果。

同时也要避免太过接近操作试管，以免意外受伤。

总之，这个实验生动形象地展示了化学反应中的还原反应，并为我们理解还原化学反应提供了直观的实验体验。

在实验中，我们观察到了氧化铜的颜色变化，并最终获得了金属铜制品，这不仅丰富了我们的化学实验知识，还激发了我们对科学探索的热情和好奇心。

初中化学“木炭还原氧化铜”的实验探究

初中化学“木炭还原氧化铜”的实验探究作者：黄介金来源：《中学教学参考·理科版》2009年第10期在初中化学第六单元《碳和碳的氧化物》中,炭还原氧化铜的实验是初中化学教师公认的难做的实验,因为炭和氧化铜都是固体,固体之间的相互接触远不比在溶液中接触充分,反应缓慢,现象不明显,实验效果不佳.本人对该实验进行了多次探究,结果仅用2～3分钟时间,便出现了明亮的红色铜镜,取得了良好的实验效果.1.实验思路本次探究实验,缘于教学参考书中:用水将氧化铜粉和木炭粉的混合物调成糊状,粘于试管底部,然后加热.但发现有如下缺点:(1)水分蒸发慢.(2)加热时间久.(3)生成红色的铜现象不明显.(4)澄清石灰水容易倒流进入试管.2.实验改进用酒精代替水,即用酒精将氧化铜粉和木炭粉的混合物调成糊状,粘于试管底部,然后加热.主要考虑两个问题:(1)酒精易挥发;(2)酒精的着火点低(75℃),加热时可能有部分的酒精燃烧,有助于将试管内的氧气消耗,避免生成的热铜发生氧化.3.实验结果加热不到三分钟,试管底部便出现明亮的铜镜.4.具体做法如下(1)将氧化铜粉和活性炭粉(或木炭粉)按约5∶3的质量比混合均匀.(2)取混合后的上述混合物放在表面皿上,加入酒精调成糊状物(这是实验成功的关键),用药匙将少许糊状物放到试管底部.(3)用普通酒精灯加热2~3分钟后,试管底部便出现明亮的红色铜镜.5.实验后记:本实验成功以后,我又作了如下两个探究性实验:①用汽油代替酒精;②用松节油代替酒精,结果都没有出现红色的铜镜.6.实验反思:上述实验生成的铜是不是因酒精具有还原性?或者酒精在试管中不完全燃烧产生一氧化碳起的作用?7.上网查阅资料:获知酒精具有还原性,可以被氧化成乙醛.8.再次实验:用氧化铜粉和酒精一起混合调成糊状物于试管中加热,结果也很快反应,出现了如上所述的红色铜镜.9.结论:用酒精将炭粉和氧化铜粉的混合物调成糊状物后于试管中加热,出现明亮的红色铜镜,并非是碳与氧化铜反应,而是酒精和氧化铜反应的结果.化学课堂演示实验,旨在通过直观的、明显的实验现象来说明实验的本质,虽然上述实验的现象与要说明的“碳具有还原性”这一“本质”相脱节,几年来我如是做法虽不免有点心虚和牵强附会,但它能直观地说明碳还原氧化铜,劝君不妨一试.责任编辑:廖银燕)。

木炭还原氧化铜实验成功的关键再探

木炭还原氧化铜实验成功的关键再探摘要:在已有研究的基础上,选择了不同比例和用量的木炭和氧化铜混合物,以酒精灯为加热源,在直立式试管装置中进行化学实验。

结果表明,为体系提供持续的高温、并恰当选择混合反应物的比例和用量是这一实验成功的关键。

关键词木炭还原氧化铜实验设计实验控制数据处理木炭作为还原剂而被用于金属冶炼生产活动已有几千年历史,埃及人在公元前3500年用木炭还原孔雀石矿(碱式碳酸铜)得到铜【1】,我国人民大约在公元前500年开始用木炭还原铁矿石【2】。

现今在我国中学化学教科书中仍然把“木炭还原氧化铜”和“一氧化碳还原氧化铁”等实验作为典型反应来介绍。

事实上,木炭还原氧化铜实验并不容易做成功,查阅近些年中学化学实验文献,可以找到十多篇对该实验所做的不同角度的研究报告,其中的方法和结论不尽相同,足以说明这个实验的复杂性。

1 对实验的简单回顾一般认为木炭还原氧化铜实验是比较成熟的,如刘怀乐(1996)采用平卧式试管装置(见图1)、以木炭与氧化铜的质量比为1∶10.6进行实验时表明,在酒精灯加热下就能发生剧烈反应,过程中反应物出现红热并伴有大量气体生成【3】。

但后来他承认对这个实验的成功没有绝对的把握,因此仍把它列为初中化学中的疑难实验【4】。

之后不少人尝试了实验的改进,例如,李健生(2003)用活性炭代替木炭作还原剂,以酒精喷灯加热反应【5】。

钱亚兵等(2003)则分别以木炭、炭黑、活性炭、石墨粉与氧化铜混合后在Y型管中用酒精灯加热做实验,表明当木炭与氧化铜比例为1∶9~1∶11之间时实验效果较好【6】。

郝金声等(2005)设计了不同比例(1∶4、1∶7、1∶10和1∶13.2)下混合物的总量为1 g、2 g、5 g的一系列用喷灯加热的实验,结果认为按1∶13.2比例、总量为5 g的混合物效果较好【7】。

贾玉江等(2005)采取了用酒精灯加热质量比为1∶11的混合物的做法,成功率达90%,特点是把装置从平卧式改为直立式【8】(图2)。

一氧化碳还原氧化铜实验的改进

一氧化碳还原氧化铜实验的改进
实验中，研究者经常使用一氧化碳还原氧化铜作为研究氧化-还原反应的一个重要实验。

不过它存在一定的缺陷和不足，改进的空间很大。

首先，改进实验的反应条件，即温度和时间。

实验物质在适当的温度和时间内进行反应分解，可以更快的完成实验。

其次，选用不同的反应器，反应器的内部装有反应材料，可以改善实验过程中的效率和准确性。

此外，增加实验中反应材料的浓度也可以提高实验结果的准确性。

最后，实验过程中可以增加实验对象，这样，通过多个实验反应结果，可以更好的评估实验反应的准确性，有助于改善实验过程。

总之，一氧化碳还原氧化铜实验是一种重要的研究反应实验，可以改进实验的反应条件、反应器、反应材料浓度和实验对象以提升实验准确度和精确性。

。

碳还原氧化铜反应装置改进及实验探究

碳还原氧化铜反应装置改进及实验探究摘要：针对教材中“木炭还原氧化铜”实验的不足，根据影响化学反应速率的外在因素，采取交互式控制单一变量的科学探究法，从炭粉的选择、反应物的质量比、加热方式、反应容器规格等方面，开展实验改进探索，获得较好的实验结果。

同时将探索的创新成果应用于课堂，以此提升学生的实验思维和实验素养。

关键词：木炭与氧化铜反应；实验装置改进；紫红色铜块；实验探究文章编号：1005-6629（2018）1-0071-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B1问题的提出在人教版九年级《化学》上册第六单元课题1“金刚石、石墨和C60”中，为了探究碳单质在高温下能与某些氧化物反应，以此构建氧化还原反应的相关狭义概念，为后续铁的冶炼、高中氧化还原反应的学习打下基础，教材第110页设计了一套实验装置（图1）。

由于该反应是固相反应，对温度等反应条件要求比较高，按该装置做实验，其效果并不好，主要体现在石灰水变浑浊与黑色固体变成暗红色的进程不对称，且经成分分析，暗红色固体更多的是氧化亚铜，并非是铜单质。

在教学实践中，不少同仁也对该实验进行了探索改进，但实际教学中，教师普遍反映效果不佳，究其原因主要有：（1）对反应物加工要求高。

如需要粉粹机粉碎药品、烘干机烘干等；（2）实验仪器要求高。

如需要酒精喷灯、石英试管、挡风板等；（3）药品要求严格。

如药品氧化铜需指定用上海勤工化工厂生产的分析纯等；（4）实验时间过长等。

能否利用普通学校都能达到的简单条件如普通的药品、常规的试管、常见的酒精灯、简便的操作就能达到理想的实验效果？为此，开展了以下探索工作。

2原理的分析由此计算得出：理论分析表明该反应程度很大，但实际操作中，实验结果并不理想，这不是热力学的缘故，而是动力学上的障碍，即存在反应速率缓慢的问题，若改变影响该反应速率的外在因素，如温度、反应物颗粒大小、反应物之间的接触面积等，促成该反应一旦产生，反应过程中产生大量的热可以为后续反应提供一定的能量基础，那么反应就会快速进行，从而有效地熔化铜粒（铜的熔点为1083%），产生铜块，真正实现该反应。

(CO,C)还原实验的探究

还原实验的探究一、木炭还原氧化铜的实验【实验操作】①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； ②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；③集中加热； ④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。

【实验现象】澄清的石灰水变浑浊；黑色固体逐渐变成红色。

【化学方程式】C+2CuO 2Cu+CO 2↑ ⏹ 反应开始的标志：澄清的石灰水变浑浊。

⏹ 在酒精灯上加网罩的目的：使火焰集中并提高温度。

⏹ 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。

⏹ 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。

还原反应：含氧化合物里的氧被夺去的反应，叫做还原反应。

木炭是使氧化铜还原为铜的物质，具有还原性。

木炭在反应C+2CuO 2Cu+CO 2↑中作还原剂。

二、一氧化碳的还原性⏹ 一氧化碳还原氧化铜的实验：【实验装置】见下图（这是整套装置，但只需掌握虚线框中内容，并且下文的操作、现象、结论仅针对虚线框内的实验装置）。

1-稀盐酸2-大理石3-碳酸氢钠溶液4-浓硫酸5-木炭6-氧化铜7-氢氧化钙溶液【实验操作】①先通入一氧化碳，在加热前必须先检验一氧化碳的纯度②点燃尾部酒精灯③点燃酒精灯给玻璃管内的物质加热；④实验完毕，先熄灭酒精灯；⑤再通入一会儿一氧化碳直到试管冷却;⑥最后熄灭尾部酒精灯。

【实验现象】黑色粉末变成红色，生成的气体使澄清的石灰水变浑浊。

【实验结论】一氧化碳能使氧化铜还原成铜，同时生成二氧化碳。

【化学方程式】CO+CuO Cu+CO 2【注意事项】①检验一氧化碳纯度的目的：防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。

②一氧化碳“早来晚走”，酒精灯“迟到早退”。

③一氧化碳“早来”，酒精灯“迟到”的目的：排净装置内的空气，防止加热空气和一氧化碳的混合气体引起爆炸。

④一氧化碳“晚走”，酒精灯“早退”的目的：防止灼热的铜重新被空气中的氧气氧化（2Cu+O 22CuO ）。

碳还原氧化铜的热效应及实验现象 -回复

碳还原氧化铜的热效应及实验现象-回复碳还原氧化铜的反应是一个重要的化学过程。

在这个反应中，固体的氧化铜与固体的碳发生化学反应，产生金属铜和二氧化碳气体。

这个反应不仅具有重要的实际应用价值，还可以提供深入理解化学原理的机会。

本文将详细介绍碳还原氧化铜的热效应以及实验现象，并一步一步回答相关问题。

首先，让我们来了解碳还原氧化铜的化学反应过程。

氧化铜的化学式为CuO，碳的化学式为C。

当这两种物质接触到一定的温度时，它们会发生反应。

反应方程式为：CuO + C →Cu + CO₂根据反应方程式可以看出，氧化铜中的氧原子从CuO中转移到了碳上，形成了二氧化碳气体，同时氧化铜被还原为了金属铜。

这里的还原过程是指氧化铜氧化态的减少，即氧原子的离去。

那么，当发生碳还原氧化铜的化学反应时，热效应会发生怎样的变化呢？要回答这个问题，我们需要了解反应的热力学性质。

热效应是指化学反应过程中吸热或放热的能力。

根据热力学第一定律，化学反应的热效应可以通过体系的焓变来描述。

焓变（ΔH）定义为反应前后系统的内能变化加上对外界做的功。

若反应放热，ΔH为负值；若反应吸热，ΔH为正值。

对于碳还原氧化铜的反应而言，反应放热，因为碳和氧化铜生成的二氧化碳是一种热稳定的产物。

具体来说，碳的燃烧热为-393.5 kJ/mol，而氧化铜的标准生成热（ΔHºf）为-154.35 kJ/mol。

根据反应方程式，1 mol CuO可以与1 mol C反应，生成1 mol Cu和1 mol CO₂。

因此，该反应的焓变（ΔH）为：ΔH = (-154.35 kJ/mol) + (-393.5 kJ/mol) = -547.85 kJ/mol这意味着每摩尔氧化铜还原需要释放出约547.85 kJ的热量。

这种反应的放热性质使其成为许多实际应用的基础，例如冶金工业中的铜冶炼过程。

接下来，让我们来探讨碳还原氧化铜的实验现象。

为了观察和验证这个反应，我们可以进行实验。

一氧化碳还原氧化铜的实验改进

一氧化碳还原氧化铜的实验改进**改进了一氧化碳还原氧化铜的实验**
一氧化碳还原氧化铜实验是一项重要的实验，它可以为人们了解化学反应机理提供重要参考。

为了更好地实现这一目的，对一氧化碳还原氧化铜实验进行改进很有必要。

首先在实验设计方面，使用更新颖的设计和现代计算机进行实验操作，可以提高实验精度，准确预测实验中系统的变化。

其次，在进行实验准备时，可以使用更纯净的试剂，严格控制其含量来改善数据的准确度。

此外，还可以通过分析实验过程中出现的不稳定参数，采取更有效的调控措施，从而提高实验结果的精确度。

最后，实验数据的处理也是改进一氧化碳还原氧化铜实验中一个重要的环节，可以尽可能采用尖端技术，从而获得更精确的分析结果，为实验任务的完成提供可靠的支持。

综上所述，改进一氧化碳还原氧化铜实验包括设计改进、实验准备更新和数据处理优化等方面，都可以有效提高实验的准确度。

在未来的实践中，应继续采用这些改进技术，从而更好地完善一氧化碳还原氧化铜实验。

提高木炭还原氧化铜成功率的方法分析

提高木炭还原氧化铜成功率的方法分析摘要：对于实验结果和影响而言，不同的实验方法、步骤、材料等所造成的差异是比较明显的。

因此要根据具体实验需求和创新需要，合理地应用一些的材料和策略，实现实验效果的提升和效率的提高。

本文这一实验可以用在实际教学活动当中，能够极大地提高学生的学习兴趣和积极性。

关键词：接触面积，炭黑，氧化铜木炭还原氧化铜是化学中的一个重要实验，也是一个现象不明显而又耗时的实验。

在酒精灯加热的条件下木炭与氧化铜反应的速率十分缓慢，实验过程中能观察到澄清石灰水变浑浊，但很难观察到黑色粉末逐渐变红的现象，通常只能观察到黑色混合物中的少量固体有不明显的变红迹象。

因此，许多教师尝试了不同的改进方法。

一、分析反应原理木炭还原氧化铜实验可以追溯到我国古代的火法炼铜。

古代人们利用炭火灼烧铜矿石得到了大量的青铜。

那么，是什么原因导致演示该实验时反应速率缓慢，现象不明显的呢？木炭还原氧化铜是固相反应：2CuO（s）+C（s）=2Cu（s）+CO2（g）。

在298.15K时，该反应的热力学数据如表1。

表1碳还原氧化铜反应的热力学数据这些数据说明，炭还原CuO既是焓减少的反应又是熵增加的反应，可以自发进行。

但是，由于实验中用到的木炭和氧化铜都是固体颗粒，而固体颗粒的大小、形状及混合程度都会影响到药品间的接触面积。

如果木炭颗粒和氧化铜颗粒不能充分接触，那么这两种固体间就很难反应。

所以，这两种固体间的实际接触面积小是导致该反应需要高温加热，而且速率缓慢的主要原因。

要使该反应顺利地快速进行，关键是要增大固体间的接触面积，同时还要利用反应本身放出的热量加快反应速率。

因此，实验中所用的木炭粉末和氧化铜粉末应该是越细越好，并且要将两种粉末混合后充分研磨，使木炭粉末和氧化铜粉末最大程度地互相接触，再将混合粉末堆放在试管底部，而不能平铺在试管底部。

二、部分文献中的改进方法木炭还原氧化铜实验一直是许多教师和教研工作者的研究对象，为了能够观察到明显的实验现象，缩短反应时间，不少教师从改变药品、装置或热源等方式进行了改进。

碳还原氧化铜实验的探索与改进

总第356期2021年2月碳还原氧化铜实验的探索与改进李思盛张书生摘　要：在分析碳还原氧化铜实验难以完成原因的基础上，寻找简单易行的实验方法，最终形成现象明显、操作性强的实验方案。

关键词：实验；探索；改进作者简介：李思盛，本科，高级教师。

四川省成都市龙泉驿区教育科学研究院，610100张书生，本科，一级教师。

四川省成都市龙泉驿区同安中学校，610103基金项目：成都市教育科研课题《基于核心素养的初中化学实验教学策略研究》(编号：CY2018Y58)。

一、教材实验存在的问题人教版《化学(九年级上册)》中的木炭还原氧化铜实验要求为：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，并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(如图1所示)；用酒精灯(可加网罩以使火焰集中并提高温度，最好使用酒精喷灯)加热混合物几分钟；然后先撤出导气管，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[1]。

图1　用木炭还原氧化铜该实验是初中化学教学中的重要实验之一，但在实验过程中发现，本实验往往难以完成。

分析上述实验过程，可能主要有以下几方面原因：一是木炭与氧化铜粉末的质量比没有确定，合适的质量比可能更有利于反应的进行；二是碳的单质有多种，其化学活性有一定的差异，此处选择的“木炭”是否更能促进反应的进行，有待探索；三是反应所需“高温”难以实现。

此外，还有如何保证木炭粉末与氧化铜粉末干燥、如何保证现象更加明显等问题值得探讨。

同时该实验反应时间较长，严重影响课堂教学进度。

为此，教师对其进行了探索与改进。

二、改进实验分析按化学方程式C+2CuO —2Cu+CO 2↑高温计算反应所需的质量比为m(C)∶m(CuO)=3∶40≈1∶13.3。

从反应限度看，碳过量，有利于将氧化铜还原为铜。

若碳大大过量，剩余的碳因呈黑色，遮盖了红色的铜，又会致使现象不够明显。

通过多次实验，发现m(C)∶m(CuO)的质量比在1∶10～1∶12之间效果更佳。

某同学设计下图所示的实验装置进行一氧化碳还原氧化铜的实验

某同学设计下图所示的实验装置进行一氧化碳还原氧化铜的实验。

试回答:（1）该装置存在的一个主要问题是___________________________；（2）实验开始时，为什么要先通一会一氧化碳，再给A处的氧化铜加热?_______________________； B 处石灰水变浑浊时发生反应的化学方程式是 _____________________________；（3）实验过程中，一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜 (化学式为Cu2O)。

如果要对反应后A处残留固体的组成进行探究，试猜想残留固体的组成有哪几种可能?___________ ___________________________。

如下图所示是某学生设计制取二氧化碳并试验其性质的装置。

其中：B中装有澄清石灰水；C中装有紫色石蕊溶液。

请回答：（1）在A中装的药品是___________和 ____________。

（2）当有二氧化碳生成，B中的现象是___________，反应的化学方程式是____________ 。

（3）若有二氧化碳通过，C的现象是_________，反应的化学方程式是____________。

（4）若有二氧化碳通过，D中_______蜡烛先熄灭，说明二氧化碳具有_______和________的性质，因此可用来__________。

小明同学为探究二氧化碳的性质，设计了下列实验。

（1）装置A中的实验现象是，说明CO2具有的性质是。

（2）装置B中倒入适量澄清的石灰水后，迅速拧紧软塑料瓶的瓶盖并振荡，实验现象是，瓶内发生反应的化学方程式是。

（3）取一朵用石蕊溶液染成紫色的干燥小花，将小花的一半用水喷湿，放入装置C中，可观察到的实验现象是，此现象说明CO2具有的化学性质是。

（4）小明在查阅资料时发现镁条能在CO2中燃烧，他在装置D中进行实验，发现镁条剧烈燃烧，发出白光，放热，产生一种白色固体和一种黑色固体，该反应中生成的白色固体是。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

碳还原氧化铜反应装置改进及实验探究
摘要：针对教材中“木炭还原氧化铜”实验的不足，根据影响化学反应速率的外在因素，采取交互式控制单一变量的科学探究法，从炭粉的选择、反应物的质量比、加热方式、反应容器规格等方面，开展实验改进探索，获得较好的实验结果。

同时将探索的创新成果应用于课堂，以此提升学生的实验思维和实验素养。

关键词：木炭与氧化铜反应；实验装置改进；紫红色铜块；实验探究
文章编号：1005-6629（2018）1-0071-05 中图分类号：G633.8 文献标识码：B
1问题的提出
在人教版九年级《化学》上册第六单元课题1“金刚石、石墨和C60”中，为了探究碳单质在高温下能与某些氧化物反应，以此构建氧化还原反应的相关狭义概念，为后续铁的冶炼、高中氧化还原反应的学习打下基础，教材第110页设计了一套实验装置（图1）。

由于该反应是固相反应，对温度等反应条件要求比较高，按该装置做实验，其效果并不好，主要体现在石灰水变浑浊与黑色固体变成暗红色的进程不
对称，且经成分分析，暗红色固体更多的是氧化亚铜，并非
是铜单质。

在教学实践中，不少同仁也对该实验进行了探索改进，但实际教学中，教师普遍反映效果不佳，究其原因主要有：（1）对反应物加工要求高。

如需要粉粹机粉碎药品、烘干机烘干等；（2）实验仪器要求高。

如需要酒精喷灯、石英试管、挡风板等；（3）药品要求严格。

如药品氧化铜需指定用上海勤工化工厂生产的分析纯等；（4）实验时间过长等。

2原理的分析
由此计算得出：
理论分析表明该反应程度很大，但实际操作中，实验结果并不理想，这不是热力学的缘故，而是动力学上的障碍，即存在反应速率缓慢的问题，若改变影响该反应速率的外在因素，如温度、反应物颗粒大小、反应物之间的接触面积等，促成该反应一旦产生，反应过程中产生大量的热可以为后续反应提供一定的能量基础，那么反应就会快速进行，从而有效地熔化铜粒（铜的熔点为1083%），产生铜块，真正实现该反应。

3实验改进
3.1不同的加热方式
教材第110页的实验说明中指出：把刚烘干的木炭粉末
和氧化铜粉末混合均匀，小心地铺放进试管里。

采取传统的试管口略向下倾斜药品平铺的加热方式，没有得到较好的效果，那能否将试管竖直加热，让酒精灯火焰完全包围药品，药品之间也能更充分地接触，这样“聚热”效果是不是更好呢？我们采用木炭粉与氧化铜质量比为1：11，总混合物质量为1.3g；试管规格均为18mm×180mm；一个为试管竖直加热，一个为试管口略微向下倾斜加热进行对比探究。

对比结果如表2所示。

3.2不同的炭粉
一般中学能提供的药品比较有限，所以选择了常见的碳单质――木炭粉和活性炭粉的?Ρ取Ｄ咎糠凼墙?普通的木炭块用锤子尽可能敲碎后，在研钵里研磨大约5分钟成细小颗粒状即可，待和氧化铜粉末按一定比例混合后再沿着一个方向进行研磨6～7次；活性炭粉选择分析纯粉末；碳单质与氧化铜的质量比为1：10；试管规格均为18mm×180mm；均采取试管竖直加热方式。

对比结果如表3所示。

3.3反应物的不同质量比
根据计算，木炭粉和氧化铜的理论质量比在1：13左右，因为考虑有部分木炭粉会和试管内的空气反应，需要过量，所以选择对比探究木炭粉与氧化铜的质量比分别在1：9～1：13之间，粉末混合物总质量控制在1～2.5g之间；试管规格仍均为18mm×180mm；均采取试管竖直加热方式。

对比结
果如表4所示。

3.4不同规格的反应容器
试管规格的不同，其试管壁的厚度有所不同，且固体接触的紧实度也会有所不同，于是分别采用常见的15mm×150mm、18mm×180mm、20mm×200mm不同规格的普通硬质试管做对比；木炭粉与氧化铜的质量比均为1：12，粉末混合物总质量为1.3g；均采取试管竖直加热方式。

对比结果如表5所示。

3.5数据的分析处理
从上述控制不同变量得到的实验现象和数据分析可得：（1）活性炭与氧化铜反应效果差，现象不明显且仅有少量砖红色粉末产生；而木炭粉与氧化铜反应效果好，产生明显的红热现象与紫红色铜块。

（2）木炭粉与氧化铜不同质量比对实验效果影响较大，木炭粉与氧化铜比例为1：10～1：12效果较好，且将混合物总量控制在1.0～2.0g之间时，反应速率较快。

（3）相比于传统的试管口略向下倾斜的固体加热方式，将试管竖直进行加热，酒精灯火焰能够更好地包围药品，反应物也能更充分地接触，聚热效果更好，反应更加有效地进行。

（4）试管规格对于反应的情况影响较小，15mm ×150mm规格的试管管壁较薄，无法承受反应时产生的高温，试管底部容易破裂；使用18mm×180mm规格的试管比20mm×200mm规格的试管得到的固体产品更具有金属光
泽。

3.6进一步需要说明的注意点
（1）分别将木炭粉和氧化铜粉末在蒸发皿里加热烘干约1～2分钟，烘干过程不断用药匙翻炒；尤其木炭粉不宜加热过长，若出现发红现象，应立即停止。

（2）待药品冷却后，按一定的质量比称好，为了让木炭粉与氧化铜更充分地接触，将它们放入同一研钵内，轻轻地沿着一个方向将粉末进行研磨6～7次，研磨过程中，用药匙搅拌混合均匀。

（3）酒精灯里的酒精纯度可选择浓度为90%以上的酒精，以保证酒精燃烧有足够的热量。

3.7实验改进结果
综上比较，确定了实验改进的最终方案（装置如图2）：木炭粉与氧化铜比例为1：10～1：12，混合物总质量控制在2.0g左右，使用18mm×180mm规格的试管作为反应容器，采取试管竖直加热的方式，用酒精灯加上网罩利用外焰加热。

改进后的实验具备如下优点：（1）反应物加工要求低。

选择普通的木炭块在研钵研磨成粉，然后放在蒸发皿进行简单的加热烘干，氧化铜也只需要在化学药品店容易购买的普通分析纯粉末，用同样的方法在蒸发皿进行简单的加热烘干，烘干后的药品放在试剂瓶里密封保存，可多次使用。

（2）仪器要求简单。

只需普通的试管和加上普通网罩的酒精灯。

（3）操作简便。

（4）反应时间短、实验现象明显。

加热后，不到2分钟，黑色固体就出现了红热现象，澄清石灰水变浑浊，待固体冷却后，呈现有金属光泽的紫红色铜块。

（5）实验安全可靠，能进行学生分组实验。

4课堂应用
课堂教学中，首先利用教材的装置进行演示，不理想的实验效果引发他们进一步探究的欲望；然后引导学生根据化学反应条件的影响因素，进行不同变量的讨论和对比实践探究，不仅有助于学生进一步认识到化学反应条件是复杂的，同时又是可控的，通过外界条件的控制能影响到化学反应的实现，形成“控制反应条件”的意识，有利于学生在控制单一变量的科学探究中，养成严谨求实、勇于探索、不断创新的科学品质。

这对于学生构建科学知识、认识科学方法、养成科学态度等科学素养的提升起到一定的促进作用。