木炭還原氧化銅

1、實(shí)驗(yàn)五木碳復(fù)原氧化銅實(shí)驗(yàn)條件優(yōu)化討論組 1一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康??加深對(duì)碳復(fù)原氧化銅實(shí)驗(yàn)原理、影響因素的理解；2?進(jìn)一步學(xué)會(huì)利用簡(jiǎn)單比擬法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究； 3?提高分析問(wèn)題，解決實(shí)際問(wèn)題的能力。二、中學(xué)教學(xué)中存在的問(wèn)題1?木炭和氧化銅的質(zhì)量比難以把握，不但影響反響的快慢而且關(guān)系到反響后生成物的狀態(tài)。反響后無(wú)論哪種物質(zhì)有剩余都會(huì)在生成物中摻人黑色物質(zhì)， 影響實(shí)驗(yàn)的直觀效果。2?使用酒精燈加熱，反響速率太慢，所需時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)演示成功率低現(xiàn)象不明顯。3?反響物混合不均勻、反響物接觸的面積小，使反響進(jìn)行得很慢或反響不完全。 4?最后冷卻時(shí)，空氣進(jìn)入試管，很容易將灼熱的銅重新氧化，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。三、實(shí)驗(yàn)原理該實(shí)驗(yàn)

2、為固體與固體的反響， 反響物均為黑色粉末，反響放熱，放出C02 氣體，可用澄清石灰水進(jìn)行檢驗(yàn)。高溫C+2CuO 2Cu+C0 2CO2 + CaOH2 CaCO3 + H2O四、可能影響實(shí)驗(yàn)的因素及影響規(guī)律1. 氧化銅的制?。簩~粉放在蒸發(fā)皿中加熱， 翻炒至黑色，從而得到純度較高的氧化銅。新制出的氧化銅活性大， 粉末較細(xì)。反響物之間的接觸面積越大， 反響越充分，反響的速率 那么越大，實(shí)驗(yàn)效果越明顯。2. 木炭的選擇：質(zhì)地疏松的木炭放在研缽中進(jìn)行研磨，越細(xì)越好。研磨好的木炭粉放入蒸發(fā) 皿中進(jìn)行翻炒新燒制的木炭最好 。3. 最正確的質(zhì)量比 為 1:115 即 C:CuO 質(zhì)量比 =0.222 ；4

3、. 木炭的枯燥程度和純度，水分會(huì)影響結(jié)果 ；用分析純的 氧化銅為氧化劑時(shí)，實(shí)驗(yàn)現(xiàn) 象完全紅熱，有大量光亮銅生成，現(xiàn)象更為明顯。5. 木炭與氧化銅粉末的接觸程度，接觸越充分反響越徹底6 炭粉和氧化銅的質(zhì)量比當(dāng)混合物比例為1: 10 1: 11時(shí)，反響較完全，生成亮紅色的蜂窩狀網(wǎng)狀金屬銅塊，有可鍛性，是該反響的最正確比例范圍。當(dāng)比例在1 : 6 1 : 10之間時(shí)，出現(xiàn)未完全反應(yīng)的木炭粉末，而且木炭含量越高那么剩余的黑色粉末也越多，但在表層上生成的銅珠反而較大。比例在1 : 11.5時(shí)反響能夠快速的進(jìn)行，即很快的出現(xiàn)大塊的銅網(wǎng)，同時(shí)在反響中出現(xiàn)暗紅色，可以從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象看到有氧化亞銅的存在，比例在1

4、: 12時(shí)，除了紫紅色疏松網(wǎng)狀銅塊外，還局部生成了暗紅色粉末Cu20 ;比例在1 : 13時(shí)，產(chǎn)物主要是層狀的暗 紅色粉末。7. 反響物的研磨和混勻混合物研磨程 度越高，總外表積越大，活化中心越多，加熱時(shí)反響就越快、越好。在較 短 時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)紅熱現(xiàn)象，一般情況下研磨時(shí)間為5min以上，假設(shè)混合研磨時(shí)間為 15 mi n及以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。8. 比例一定，混合物總質(zhì)量的影響當(dāng)用量小時(shí)，來(lái)自燈焰的熱量容易通過(guò)熱傳遞散失于試管里的氣體中，反響只在底部局部發(fā)生；當(dāng)用量增大后，一定厚度的混合物可以阻隔熱量的散失，有利于聚熱，從而增加了實(shí)驗(yàn)的成功率。五、藥品物理化學(xué)參數(shù)、工程名稱相對(duì)分子質(zhì)量熔點(diǎn)廠C沸

5、點(diǎn)/C密度g/cm3溶解度備注C12365248272.28不溶于水黑色固體CuO79.54513266.5不溶于水黑色單斜晶系結(jié)晶或黑到棕黑色無(wú)定形結(jié)晶性粉末Cu63.5461083.425678.92不溶于水紫紅色具有金屬光澤C0244.01-56.6-78.51.977微溶于水無(wú)色無(wú)味氣體Ca(OH ) 274.0958028502.24微溶于水，不溶于乙醇白色粉末，有微苦堿味六、儀器藥品儀器：鐵架臺(tái)、試管、導(dǎo)氣管、止水夾、單孔橡膠塞、酒精燈、網(wǎng)罩、火柴、玻璃棒、坩堝鉗、藥匙、托盤天 平、棉花 藥品：木炭、銅粉、新制石灰水 七、實(shí)驗(yàn)裝置圖C+CuO鐵絃網(wǎng)；衣圖i平臥式實(shí)驗(yàn)娠八、實(shí)驗(yàn)步驟1

6、?組裝實(shí)驗(yàn)儀器，并檢查裝置氣密性；2?稱量：按一定比例稱取藥品，探究木炭與氧化銅反響的最正確比例；取枯燥20mm< 200mm硬質(zhì)試管，在試管里參加按比例研磨好的1.5g木炭與17.25g氧化銅的混合物，用酒精噴燈酒精燈先均勻加熱，然后集中加熱反響物。3. 加料：將稱好的藥品用紙條將固體藥品裝入試管底部，但不能將試管底部封住，應(yīng)留出一些空間排放氣體，平方試管將藥品鋪平，在試管口的末端塞上棉花，防止固體藥品將導(dǎo)管堵 塞；4. 加熱：使用酒精燈加熱需要集中且穩(wěn)定的火焰，加網(wǎng)罩，先均勻加熱然后集中加熱反應(yīng)物。并控制實(shí)驗(yàn)反響速率，右邊燒杯內(nèi)氣泡產(chǎn)生速率均勻即可；加熱1min左右，導(dǎo)管口有大量氣泡

7、產(chǎn)生，澄清石灰水變渾濁，說(shuō)明生成了二氧化碳。加熱2min左右，試管底的反應(yīng)物產(chǎn)生紅熱現(xiàn)象，并迅速反響生成紅棕色的固體。等到?jīng)]有氣泡產(chǎn)生時(shí)， 撤去酒精噴燈并用止水夾夾住乳膠管處，這樣既可以簡(jiǎn)單地防治水的倒流，也可以使生成的銅單質(zhì)不與空氣接觸而再次被氧化成氧化銅。6?撤除裝置：等到?jīng)]有氣泡產(chǎn)生時(shí)，一撤去酒精燈并用止水夾夾住乳膠管處，這樣既可以簡(jiǎn)5?觀察實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；單地防止水的倒流也可以使生成的銅單質(zhì)不與空氣接觸而再次被氧化成氧化銅。7試管冷卻后，倒出生成物，紅棕色的物質(zhì)呈現(xiàn)出來(lái)九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表木炭與氧化銅不同質(zhì)量比實(shí)驗(yàn)m (C : CuO)1 :71:81 :91 : 101 : 111:121 :131:14加熱時(shí)間實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)物鑒定十、考前須知：1酒精燈加熱前，要先預(yù)熱半分鐘，在進(jìn)行加熱；2、在反響裝置的試管口嚴(yán)塞上棉花，防止堵塞試管3、 實(shí)驗(yàn)結(jié)束是要先移除檢驗(yàn)二氧化碳裝置的試管，在熄滅酒精燈，防止倒吸炸裂試管。參考文獻(xiàn):王莉?木炭復(fù)原氧化銅最正確實(shí)驗(yàn)條件的選擇？昌吉師專學(xué)報(bào).1999 03王明振？木炭復(fù)原氧化銅實(shí)驗(yàn)的研究？棗莊師專學(xué)報(bào).20004第17卷2期汪興源？木炭復(fù)原氧化銅實(shí)驗(yàn)的探討？科學(xué)教育.1995 3楊國(guó)安，龍金平.木炭復(fù)原氧化銅實(shí)