Question

實驗室開放日，某化學興趣小組的同學在老師的指導下，設計出如下實驗裝置對碳與氧化銅反應生成的氣體產(chǎn)物進行了探究，請回答有關問題：
（1）裝置A處的酒精燈需加上網(wǎng)罩，其作用是

 

．
（2）點燃A處酒精燈，加熱固體混合物，數(shù)分鐘后發(fā)現(xiàn)試管中的黑色固體物質(zhì)變紅，則該紅色物質(zhì)是

 

（化學式）．若已知一氧化碳的特征反應是使浸有磷鉬酸溶液的黃色氯化鈀試紙變成藍色．觀察到裝置B中的現(xiàn)象為

 

，請寫出裝置B中發(fā)生反應的化學方程式為

 

，還觀察到裝置C中黃色試紙變藍，則說明碳與氧化銅反應，生成的氣體產(chǎn)物中既有CO也有CO₂．
（3）分析產(chǎn)生CO產(chǎn)生的原因可能有：①木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反出產(chǎn)生CO；②反應中的C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑一種產(chǎn)物和反應物木炭再次反應又產(chǎn)生了CO；用化學方程式分別表示為

 

、

 

．
（4）實驗結束時，為防止

 

，必須先停止加熱，應將導管從B中撤出，并用彈簧夾夾緊橡皮管，待銅冷卻后再將試管口的膠塞取下，這樣操作的原因是

 

．
（5）請你根據(jù)實驗結論，在設計裝置時還要考慮環(huán)保因素，上述裝置C后的尾氣處理方法和理由分別是

 

、

 

．

Answer 1

考點：碳的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：碳單質(zhì)與含碳化合物的性質(zhì)與用途

分析：（1）加上燈罩可以使火焰更集中，提高溫度；
（2）考慮二氧化碳與澄清石灰水反應；
（3）根據(jù)反應的反應物、生成物、反應條件，寫出反應的化學方程式；
（4）溫度較高時銅可以和氧氣反應生成氧化銅，可以據(jù)此解答該題
（5）考慮一氧化碳的毒性，防止污染空氣．

解答：解：
（1）在酒精燈火焰處加金屬網(wǎng)罩的作用是：集中火焰，提高溫度；
（2）根據(jù)題目中的信息“發(fā)現(xiàn)試管中的黑色固體物質(zhì)變紅”，則推測該紅色物質(zhì)是銅，故其化學式為Cu．若已知一氧化碳的特征反應是使浸有磷鉬酸溶液的黃色氯化鈀試紙變成藍色．根據(jù)結論“碳與氧化銅反應，生成的氣體產(chǎn)物中既有CO也有CO₂”，則推測觀察到裝置B中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁，裝置B中二氧化碳與氫氧化鈣反應，故發(fā)生反應的化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）根據(jù)題目中的信息：“①木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反出產(chǎn)生CO；②反應中的C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑，一種產(chǎn)物和反應物木炭再次反應又產(chǎn)生了CO”；故用化學方程式分別表示為C+CuO

高溫  .

Cu+CO↑、CO₂+C

高溫  .

2CO．
（4）由于溫度較高時銅可以和氧氣反應生成氧化銅，所以實驗結束時，為防止Cu被氧化，必須先停止加熱，應將導管從B中撤出，并用彈簧夾夾緊橡皮管，待銅冷卻后再將試管口的膠塞取下，這樣操作的原因是防止B瓶中的石灰水倒吸到試管中，使試管聚冷而炸裂．
（5）因為一氧化碳有毒，故在設計裝置時還要考慮環(huán)保因素，上述裝置C后的尾氣處理方法和理由分別是用酒精燈點燃、因為一氧化碳會燃燒生成二氧化碳不污染空氣，則可直接排到大氣中．
故答案為：
（1）集中火焰并提高溫度；（2）Cu； 澄清石灰水變渾濁； CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）C+CuO

高溫  .

Cu+CO↑；CO₂+C

高溫  .

2CO；（4）Cu被氧化；防止B瓶中的石灰水倒吸到試管中，使試管聚冷而炸裂；
（5）用酒精燈點燃； 因為一氧化碳會燃燒生成二氧化碳不污染空氣，則可直接排到大氣中

點評：本題是對碳還原氧化銅的實驗和實驗操作的綜合考查，注意類似知識的遷移和靈活運用就能較快解答本題．