9.两千多年前,我们的祖先经过长期实践,摸索出一套火法炼铜工艺,如图甲所示:
(1)其中碳还原氧化铜的原理可以用实验装置如图乙、丙表示。
[提出问题]碳燃烧时可能生成CO
2也可能生成CO,那么碳与氧化铜反应生成的气体是否也有多种可能?
[作出猜想]猜想①:CO;猜想②:CO
2;猜想③:CO和CO
2。
[设计方案]实验装置如图丙。打开K,级缓通入干燥的氮气一段时间,关闭K,点燃酒精喷灯和酒精灯,充分反应后,熄灭酒精喷灯和酒精灯,打开K,再通一段时间氮气。
方案一:从定性观察角度判断
猜想①成立的实验现象是
。
方案二:从定量计算角度判断
取一定量炭粉和4g氧化铜的混合物进行实验,并测定表格中的四个数据:
| 反应前的质量 | 反应后的质量 |
A(玻璃管+固体) | m1 | m2 |
B+C(广口瓶+混合液) | m3 | m4 |
(2)若猜想②成立,则理论上(m
1-m
3)
(填“<”“=”或“>”)(m
1-m
2)。
(3)若猜想③成立且CuO全部转化成Cu,则参加反应的碳的质量m的取值范围是
g。
(4)火法炼铜技术虽然在当时处于领先地位,但容易产生CO和SO
2等污染性气体,西汉时期人们又发现湿法炼铜工艺(图丁)。请用化学方程式表示湿法炼铜的原理:
。一般情况来看,金属的冶炼与金属的性质有关,如图戊是铁、铜、铝三种金属冶炼的先后顺序,则这三种金属的活泼由强到弱是:
。