Question

【题目】木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年的历史，科学兴趣小组的同学为了探究“木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么？”，设计了如图甲所示装置（铁架台已略去），通过实验探究气体产物的成分，请你一起完成相关问题：

（1）兴趣小组同学根据上述图甲装置中出现的现象，得出了该气体产物的成分为CO2、CO的混合气体的结论，他们在实验过程中观察到的具体现象是_____；

（2）张强同学提出：从简约装置、节约实验药品和安全使用的角度出发，图甲装置可进行改进，用改进后的装置同样可以探究出该气体产物的成分，请写出他的改进方法（不需要写具体操作）：_____；

（3）兴趣小组同学继续用如图乙所示的装置将混合气体进行分离（收集装置略去），则锥形瓶中加入的是_____（填“NaOH”“Na2CO3”、或“Ca(OH)2”）溶液，简要写出将两种气体分离的具体操作方法_____

Answer 1

【答案】A中澄清石灰水变浑浊，B中无明显现象，C中无明显现象，D中黑色固体变成红色固体，E中澄清石灰水变浑浊 混合气体通过足量澄清石灰水后利用气球收集气体 NaOH 打开K1、K2，混合气体从K2通入，从K1导出，收集一氧化碳；关闭K2，打开分液漏斗活塞，液体流出后关闭活塞，收集二氧化碳

【解析】

二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳在加热条件下能和氧化铜反应生成铜和二氧化碳；

二氧化碳和氢氧化钠反应生成碳酸钠和水，碳酸钠和稀盐酸或稀硫酸反应生成氯化钠或硫酸钠、水和二氧化碳。

（1）如果该气体产物的成分为CO2、CO的混合气体，通过A时，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通过B时氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，通过C时如果无明显现象，说明二氧化碳被氢氧化钠溶液完全吸收，通过D时，氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，D中黑色固体变成红色固体，通过E时，生成的二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此在实验过程中观察到的具体现象是：A中澄清石灰水变浑浊，B中无明显现象，C中无明显现象，D中黑色固体变成红色固体，E中澄清石灰水变浑浊。

故填：A中澄清石灰水变浑浊，B中无明显现象，C中无明显现象，D中黑色固体变成红色固体，E中澄清石灰水变浑浊。

（2）从简约装置、节约实验药品和安全使用的角度出发，图甲装置可进行改进，改进方法可以是：混合气体先通过足量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳，这样可以检验并且完全吸收二氧化碳，再利用气球收集气体，收集后密封气球，松手后气球上升，说明收集的气体是一氧化碳。

故填：混合气体通过足量澄清石灰水后利用气球收集气体。

（3）兴趣小组同学继续用如图乙所示的装置将混合气体进行分离时，锥形瓶中加入的是氢氧化钠溶液，利用氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳气体；

将两种气体分离的具体操作方法是：打开K1、K2，混合气体从K2通入，从K1导出，收集一氧化碳；

关闭K2，打开分液漏斗活塞，使稀盐酸或稀硫酸流出，液体流出后关闭活塞，收集二氧化碳。

故填：打开K1、K2，混合气体从K2通入，从K1导出，收集一氧化碳；关闭K2，打开分液漏斗活塞，液体流出后关闭活塞，收集二氧化碳。