在加热的条件下，CO和H2都能还原CuO。下图两套装置分别用于CO和H2还原CuO并验证其产物的实验。

1. 在加热的条件下，CO和H₂都能还原CuO。下图两套装置分别用于CO和H₂还原CuO并验证其产物的实验。

(1) 两套装置在加热前，需分别先通一会儿CO或H₂ ，其目的是。

(2) 装置甲中，玻璃管内发生的反应的化学方程式为。

(3) 比较两套装置，按要求指出两套装置的不同点并说明原因。

	装置不同点	原因（用物质的性质说明）
示例：反应物角度	甲装置：有尾气处理装置；乙装置：无尾气处理装置	CO有毒；H₂无毒
生成物角度

(4) 某科研小组对CO还原CuO的实验进一步探究，用原位X射线粉末衍射仪测定了不同温度下反应4小时后所得固体物质的XRD图谱（如右图所示，XRD图谱可用于判断某固体物质是否存在，不同固体因出现的衍射峰的衍射角不同而呈现不同的图形）。

Ⅰ.结合图谱分析，科研小组推断出当温度达到300℃及以上时CO和CuO发生了反应。他们做出该推断的依据是。

Ⅱ.若要得到较纯的铜，在图中所示的温度中，科研小组应选取℃作为反应的相对适宜温度，请结合图谱分析不选择其他温度的原因。

【考点】

碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验; 实验探究物质的组成成分以及含量;

【答案】

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实验探究题普通

1. 通过碳的化学性质的学习，某班同学推测碳与氧化铜反应除了二氧化碳可能还会产生一氧化碳。为了探究碳与氧化铜反应的气体产物，两组同学分别进行实验。

(1) 甲组同学用图一装置进行实验（装置B、D内均是足量澄清石灰水）

i.A处加热一段时间后，试管中的现象是。

ii.B处石灰水的作用是，发生反应的化学方程式是。

iii.D处出现现象，证明气体产物中有 $\text{[math]}$ 。

(2) 乙组同学用图二装置进行实验。启动传感器，加热固体混合物， $\text{[math]}$ 体积分数 $\text{[math]}$ 随时间变化情况如图三所示。

i.初始时 $\text{[math]}$ 的体积分数不为0，原因是；

ii.老师指出 $\text{[math]}$ 不一定是木炭与氧化铜反应产生的，请分析可能的原因。

实验探究题困难

2. 经调查，市场上有一种食品专用发热包。发热包中物质的主要成分是生石灰、碳酸钠、铝粉。某化学小组为探究发热包中各物质的成分，进行了如下实验。

查阅资料：①H₂在加热条件下能还原金属氧化物；②无水硫酸铜遇水会变成蓝色。

(1) 探究一：发热包发热的原理
取少量发热包中物质于试管中，加入适量的水；小明用手触摸试管外壁，发烫，说明发热包中的物质含有。

(2) 探究二：为了进一步探究发热包中各物质的成分。小亮向上述试管中加入稀盐酸，并对产生的气体展开进一步探究。
【猜想与假设】

a.H₂；
b.；
c.CO₂和H₂的混合气体。

(3) 【实验设计】小明同学设计如下图所示实验装置，对气体成分进行探究。

【实验验证]A装置中的实验现象是，反应的化学方程式为。D装置中黑色粉末逐渐变为红色，E装置中的实验现象是，证明猜想c正确。

(4) 【总结与反思】B装置的作用是，写出D装置中发生反应的化学方程式。

实验探究题困难

3. 有一包白色粉末，可能是NaHCO₃、NaCl中的一种或两种。同学们设计了如下两个实验对其成分进行探究。

【定性探究】样品成分验证

(1) 请完善下面的表格。

实验步骤	实验现象	实验结论
步骤一：取适量样品完全溶解在水中，向其中滴加足量稀HNO₃	有产生	样品中含有NaHCO₃
步骤二：取步骤一反应后的溶液于试管中，向其中滴加溶液	有产生	样品中含有NaCl

(2) 【定量探究】样品中NaHCO₃的质量分数。

【设计实验】装置图如下：

【进行实验】

已知：装置B、C、D中药品均足量。

①连接装置并检查气密性，加入ag样品于锥形瓶中

②打开K₁ ，通一段时间氮气后，称量装置B、C的质量分别是a₁g和a₂g，记录数据。

③关闭K₁ ，打开K₂ ，向锥形瓶中缓慢注入足量稀硫酸，关闭K₂

④待锥形瓶中无气泡产生时…关闭K₁。第二次称量装置B、C的质量分别是a₃g和a₄g，记录数据。

【分析讨论】

A中反应的化学方程式是。

(3) 装置D的作用是。

(4) 将④中省略号处的操作补充完整。

(5) 如果没有步骤②中通一段时间N₂的操作，会使测得NaHCO₃的质量分数（选填“偏大”“偏小”或“无影响”）。

(6) 【得出结论】

样品中NaHCO₃的质量分数是（用含有相关字母的式子表示）。

实验探究题困难

实验操作	实验现象	实验结论
a．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中	无明显现象	假设成立
b．取少量红色固体加入到足量硫酸溶液中		假设二和假设三均成立