火法煉銅 還原“本色”
——木炭還原氧化銅實驗解析

河北省興隆縣大杖子鄉初級中學 戴艷良 王秀環

化學是一門以實驗為基礎的學科，演示實驗是最直接、有效的學習化學知識的手段，能讓學生感受到化學實驗的魅力，使實驗成為培養和保持學生對化學的興趣的一條有效途徑，并成為學生學習化學知識的一個生長點。如圖1，人教版《化學》九年級上冊中的“木炭還原氧化銅”實驗是初中化學中非常重要的實驗之一，是學好“碳的化學性質”的一個關鍵點。學生從該實驗開始接觸還原反應，它為“金屬冶煉”的學習做了很好的鋪墊。結合本人多年教學實踐，對該實驗涉及的一些常見問題進行簡要分析。

1.該實驗成功的關鍵是將木炭粉末與氧化銅粉末充分混合，目的是什么？

解析：將木炭粉末和氧化銅粉末充分混合，使兩種粉末最大程度地互相接觸，有利于促進反應的進行。

2.試管①口略向下傾斜的原因是什么？

解析：給試管①中的固體加熱時，若試管口向上傾斜，則固體中含有的水分蒸發并在試管口冷凝倒流會使試管炸裂。

3.酒精燈加網罩的目的是什么？

解析：加上金屬網罩，可以使外界與火焰之間的空氣流通變差，從而使熱量散失減少，因此火焰就可以達到更高的溫度，并集中加熱一個部分。

4.剛開始加熱時，試管②中立即有氣泡產生，但是澄清石灰水不變渾濁的原因是什么？

解析：剛開始加熱時試管①內的空氣受熱膨脹，排出來的是空氣。

5.裝置中證明反應開始和反應停止的現象分別是什么？

解析：在高溫條件下，木炭與氧化銅反應生成了二氧化碳和銅，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；反應停止后，不再生成二氧化碳氣體，試管②中導氣管口無氣泡冒出。

6.實驗結束后，若先熄滅酒精燈后撤出導氣管會出現什么現象？

解析：先熄滅酒精燈后撤出導氣管，試管①內溫度迅速降低，氣體壓強減小，小于外界大氣壓，在壓強差的作用下，試管②中液體會被壓入試管①，使試管①炸裂。

7.停止加熱時，應將導氣管從試管②中撤出，并用彈簧夾夾緊橡皮管，待試管①冷卻后再把試管里的粉末倒出。這樣操作的原因是什么？

解析：用彈簧夾夾緊橡皮管是防止空氣進入將灼熱的銅粉氧化，冷卻以后就不會被氧化了。

8.用如圖2 裝置進行實驗，加熱前就開始緩緩通入氮氣，其作用是什么？停止加熱前是否需要先斷開a 和b 的連接處以防止倒吸？

圖1

圖2

解析：通氮氣是為了隔絕氧氣，加熱前就開始通入氮氣是要提前排盡裝置內的空氣。因為實驗中要持續通入氮氣，直到反應完成后玻璃管中的物質冷卻，故裝置中的氣壓不會急劇減小，不會引起倒吸，不需要先斷開a 和b 的連接處。