Question

【題目】工業(yè)上常利用CO還原CuO的方法制備單質銅，某化學實驗小組利用如圖裝置在實驗室中模擬CO還原CuO的反應。

請回答下列問題：

（1）在裝置A的試管中放入8.4gMgCO3和6.5gZn粉，點燃A處酒精燈，加熱后即可得到純凈的CO，反應的化學方程式為__。

（2）裝置B中盛放分散于石棉絨中的CuO的玻璃儀器的名稱為__，將CuO附在石棉絨上的目的為__。

（3）首先點燃A處和E處的酒精燈，一段時間后發(fā)現(xiàn)裝置D處倒置于水中的漏斗輕輕向上彈起又落下，同時伴有爆鳴聲，產(chǎn)生該實驗現(xiàn)象的原因為___。

（4）待D處倒置于水中的漏斗穩(wěn)定后，點燃B處酒精燈，加熱，當觀察到裝置C中__(填實驗現(xiàn)象)，可證明裝置B中有CO2生成。

（5）實驗時觀察到從E處玻璃管尖嘴處點燃的CO的火焰顏色呈黃色，火焰呈黃色的原因是__。

（6）反應結束后，裝置B中還原得到的Cu中含有少量的Cu2O，為測定反應生成的混合物中銅元素的質量分數(shù)，設計如下實驗方案：取mg反應生成的混合物，加入稀硫酸和雙氧水的混合液使固體全部溶解，微熱，除去過量的過氧化氫，稀釋成100mL溶液。取25mL該溶液，加入稍過量的KI溶液，再加入幾滴淀粉溶液作指示劑，用cmol·L-1Na2S2O3標準溶液滴定至終點，消耗Na2S2O3溶液的體積為VmL。

已知：2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；I2+2S2O=S4O+2I-。

①達到滴定終點的現(xiàn)象為__。

②反應生成的混合物中銅元素的質量分數(shù)為__(用含m、c、V的代數(shù)式表示)。

Answer 1

【答案】MgCO3+ZnMgO+ZnO+CO↑ 硬質玻璃管 增大CuO與CO的接觸面積 漏斗內(nèi)剛開始收集到的是CO和空氣的混合物，點燃后會產(chǎn)生輕微爆炸，使漏斗向上彈起，同時伴有爆鳴聲 澄清石灰水變渾濁 玻璃的成分中含有Na2SiO3，鈉元素發(fā)生焰色反應使CO燃燒的火焰呈黃色 滴入最后一滴標準溶液，溶液由藍色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色 ％

【解析】

A中MgCO3和Zn粉反應生成CO，B中CuO和CO反應生成銅和二氧化碳，C中澄清石灰水檢驗二氧化碳，用D、E檢驗CO純度后再點燃B處酒精燈，E處用酒精燈點燃CO，尾氣處理。

(1)在裝置A的試管中放入0.1mol MgCO3和0.1mol Zn粉，點燃A處酒精燈，加熱后即可得到純凈的CO，根據(jù)元素守恒，MgCO3和Zn反應生成氧化鎂、氧化鋅、CO，反應的化學方程式為MgCO3+ZnMgO+ZnO+CO↑；

(2)裝置B中盛放分散于石棉絨中的CuO的玻璃儀器的名稱為硬質玻璃管，將CuO附在石棉絨上的目的為增大CuO與CO的接觸面積；

(3)CO是可燃性氣體，與空氣混合后點燃易爆炸，漏斗內(nèi)剛開始收集到的是CO和空氣的混合物，點燃后會產(chǎn)生輕微爆炸，使漏斗向上彈起，同時伴有爆鳴聲；

(4)二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，當觀察到裝置C中澄清石灰水變渾濁，可證明裝置B中有CO2生成；

(5) 玻璃的成分中含有Na2SiO3，鈉元素發(fā)生焰色反應使CO燃燒的火焰呈黃色，所以實驗時觀察到從E處玻璃管尖嘴處點燃的CO的火焰顏色呈黃色；

(6)①達到滴定終點時，碘單質被完全消耗，現(xiàn)象為滴入最后一滴標準溶液，溶液由藍色變成無色，且半分鐘內(nèi)不變色；

②根據(jù)2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；I2+2S2O=S4O+2I-，得關系式Cu2+S2O，達到滴定終點消耗cmol·L-1Na2S2O3標準溶液的體積為VmL，則Cu元素的物質的量是cmol·L-1×V×10-3L×=4cV×10-3mol，反應生成的混合物中銅元素的質量分數(shù)為％。