Question

化學(xué)興趣小組的同學(xué)對碳及碳的氧化物進行了一系列拓展性探究學(xué)習(xí)．
【探究一】二氧化碳的性質(zhì)的拓展探究
（1）傾倒二氧化碳實驗
甲、乙兩同學(xué)將兩瓶完全相同的足夠的二氧化碳氣體，分別以甲圖、乙圖的方式將二氧化碳氣體慢慢倒入燒杯中，請分析回答：
①甲同學(xué)用甲圖的方式傾倒，觀察到兩根蠟燭是由下而上熄滅，該實驗說明二氧化碳具有

既不能燃燒也不能支持燃燒

、

密度比空氣大

的性質(zhì)．
②乙同學(xué)用乙圖的方式傾倒，觀察到的結(jié)果是兩根蠟燭都沒有熄滅，請你聯(lián)系學(xué)科知識分析，蠟燭沒有熄滅的原因

二氧化碳受熱后密度變得比空氣小，隨著熱氣流上升，因此二氧化碳沒有進入燒杯

．
（2）二氧化碳與二氧化硫溶解性對比實驗
丙同學(xué)用相同的試管分別收集了二氧化碳和二氧化硫，做了如右圖所示的對比實驗，現(xiàn)象如圖．分析該現(xiàn)象得到的結(jié)論是

二氧化硫在水中的溶解能力大于二氧化碳

．該實驗設(shè)計的思路：一是利用對比實驗，二是利用

氣體溶于水使試管內(nèi)壓強減小

的原理產(chǎn)生實驗現(xiàn)象．
【探究二】在學(xué)習(xí)了木炭還原氧化銅的實驗后，小明對課本上實驗進行如下改進：
將CuO和足量炭粉充分混合，平鋪在反應(yīng)管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按圖連接儀器（加熱裝置和固定裝置省略，下同）．

實驗開始時緩慢通入氮氣，過一段時間后，加熱反應(yīng)管a，觀察到管內(nèi)有紅色固體產(chǎn)生，b瓶的溶液中出現(xiàn)白色渾濁．待反應(yīng)完全后，停止加熱，仍繼續(xù)通氮氣，直至反應(yīng)管冷卻．根據(jù)以上敘述回答問題：
（1）通N₂的目的是

將反應(yīng)管內(nèi)的空氣（或O₂）排盡

．
（2）寫出b瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
（3）停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處？

不需要

．為什么？

因為繼續(xù)通入氮氣，b瓶中的液體不會倒吸入a管

．
（4）小梅認為：木炭與氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生的氣體中既有CO₂，又有CO．為驗證此猜想，小梅對上述裝置做了如下改進并實驗：

小梅觀察到

甲中有紅色固體生成

現(xiàn)象，證明了氣體中的確含有CO．
小明認為小梅的實驗不能證明木炭與氧化銅反應(yīng)產(chǎn)生了CO₂，其理由是

因為甲中CO與CuO反應(yīng)生成了CO₂也使澄清石灰水變渾濁，因此不能證明木炭與氧化銅反應(yīng)生成了CO₂

．（5）本實驗的尾氣是否需處理？如需處理，請回答如何處理；如不需處理，請說明理由：

需要，因為反應(yīng)過程中有CO產(chǎn)生，可在尾氣管口放上一個點燃的酒精燈

．

Answer 1

分析：【探究一】（1）①要從蠟燭熄滅和從下往上熄滅來分析出二氧化碳的性質(zhì)再考慮得出的結(jié)論；②沒有熄滅說明二氧化碳沒有進入燒杯內(nèi)，再考慮二氧化碳受熱后密度變化問題；（2）通過進入試管內(nèi)水的多少來考慮二氧化碳和二氧化硫溶解性大小問題；
【探究二】（1）根據(jù)通入氮氣的作用考慮（2）根據(jù)方程式的寫法考慮：一寫二配三注明；
（3）根據(jù)該實驗的實驗步驟中的注意事項考慮：實驗完畢不能立即停止通氮氣的理由考慮；
（4）根據(jù)一氧化碳的性質(zhì)考慮一氧化碳的檢驗，一氧化碳還原氧化銅能生成銅和二氧化碳，根據(jù)實驗現(xiàn)象來分析；
（5）根據(jù)實驗后的尾氣中含有大量的一氧化碳，并且一氧化碳屬于有毒氣體能污染空氣考慮本題．

解答：解：【探究一】（1）①由兩根蠟燭都熄滅可知二氧化碳既不能燃燒也不支持燃燒，由兩根蠟燭是由下而上熄滅說明二氧化碳先聚集在下邊，所以二氧化碳密度比空氣大；
②由于蠟燭燃燒放出大量的熱，二氧化碳受熱后密度變得比空氣小，隨著熱氣流上升，因此二氧化碳沒有進入燒杯，所以不能熄滅；
（2）通過實驗現(xiàn)象可知盛二氧化硫的試管內(nèi)進入的水多，也就是說二氧化硫要比二氧化碳在水中溶解得多；試管內(nèi)能進入水說明氣體溶于水后使試管內(nèi)壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入試管內(nèi)；
【探究二】（1）實驗前通N₂的目的是排凈裝置內(nèi)空氣防止爆炸；
（2）反應(yīng)物是二氧化碳和氫氧化鈣，生成物是碳酸鈣和水，碳酸鈣后面標(biāo)上下降符號； 
（3）碳與氧化銅反應(yīng)完畢后不能立即停止通氮氣，因為停止通氮氣后會進入空氣，生成的銅又被氧氣氧化為氧化銅；只要通著氮氣，液體就不會倒吸；
（4）由于一氧化碳具有還原性，能還原氧化銅，使黑色固體變?yōu)榧t色，所以通過灼熱的氧化銅來檢驗是否存在一氧化碳；所以通過黑色固體變?yōu)榧t色來判斷含有一氧化碳；
甲裝置位于碳與氧化銅反應(yīng)裝置的后面，且甲中CO與CuO反應(yīng)生成了CO₂也使澄清石灰水變渾濁，因此不能證明木炭與氧化銅反應(yīng)生成了CO₂；
（5）由于尾氣中含有大量的一氧化碳，一氧化碳有毒能污染空氣，所以要進行尾氣處理，用酒精燈點燃即可．
故答案為：
【探究一】（1）①既不能燃燒也不能支持燃燒；密度比空氣大；（2）二氧化硫在水中的溶解能力大于二氧化碳；氣體溶于水使試管內(nèi)壓強減��；
【探究二】（1）將反應(yīng)管內(nèi)的空氣（或O₂）排盡；（2）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）不需要；因為繼續(xù)通入氮氣，b瓶中的液體不會倒吸入a管；（4）甲中有紅色固體生成；因為甲中CO與CuO反應(yīng)生成了CO₂也使澄清石灰水變渾濁，因此不能證明木炭與氧化銅反應(yīng)生成了CO₂；需要，因為反應(yīng)過程中有CO產(chǎn)生，可在尾氣管口放上一個點燃的酒精燈．

點評：通過回答本題知道了二氧化碳的性質(zhì)的驗證方法，一氧化碳的驗證方法，了解了二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的特性，利用一氧化碳的還原性來考慮驗證方法．