Question

【题目】CO是工业中重要的还原剂．

甲乙两同学在实验室中采用CO和CuO作为反应物进行相关实验探究．

【探究活动一】甲乙两位同学设计了如图1实验装置验证一氧化碳的部分性质并验证产物，实验时在点燃B处酒精灯之前先通入一氧化碳排出装置中的空气，然后继续实验．

①实验过程中，C中的现象是 ，D处点燃的目的是 ．D处发生的反应方程式为 ．

②对该实验的分析正确的是 ．

A．实验结束时应先熄灭B处酒精灯

B．C中增加的质量与B中固体减小的质量相等

C．实验中若通入28g一氧化碳可生成64g铜

D．反应结束后继续通入一氧化碳的目的之一是防止铜被氧化

③④甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是 ．

【探究活动二】

甲同学不小心将探究一得到的部分红色固体洒落到稀硫酸中，发现溶液的颜色由无色变为蓝色，两位同学对该现象产生的原因感到不解，向老师求助，老师向他们提供了以下资料，并鼓励他们继续探究红色固体的成分．

【资料】

Ⅰ．氧化铜被还原的过程可能会生成氧化亚铜（Cu2O），Cu2O也能被还原成铜；

Ⅱ．Cu和Cu2O均为不溶于水的红色固体；

Ⅲ．Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O

结合刚才的实验现象，两位同学对红色固体的成分提出两种猜想：

猜想①：是Cu2O和Cu；猜想②：是 ．

经过讨论交流，两位同学再次实验，并采取了不同的方案验证了猜想．

【方案一】

①操作A为 ，加过量硫酸的目的是 ，溶液B中含有的溶质是 ，洗涤的目的是 ．

②大家通过以上数据计算并判断出猜想①成立，请你帮助他们计算红色固体a中Cu2O的质量为 ．（无需写出计算过程）

③老师看了小组同学的实验报告后，高度赞扬了两位同学的实验设计，并指出两位同学的实验过程中若出现以下失误，会使红色固体a中Cu2O的质量分数偏小的是

A．稀硫酸量不足

B．反应后未洗涤剩余的红色固体就直接进行了干燥

C．采用加热烘干的方式干燥剩余红色固体

D．将红色固体b转移到天平上时有少量洒落

【方案二】

用如图2装置进行实验，通过测量反应前后固体质量的方法也能确定哪种猜想成立．

甲乙同学经过计算验证出猜想①正确，请你写出CO与红色固体反应的化学方程式： ．

Answer 1

【答案】【探究活动一】

①澄清石灰水变浑浊；把一氧化碳转化成二氧化碳；2CO+O22CO2．

②AD．

③为了排尽装置中的空气，反应前已经通入一定量的一氧化碳．

【探究活动二】

猜想①：Cu2O．

①过滤；使氧化亚铜完全反应；硫酸、硫酸铜；除去铜表面的杂质．

②2.88g．

③ABC．CuO+COCu+CO2．

【解析】【探究活动一】

①实验过程中，C中的现象是澄清石灰水变浑浊，D处点燃的目的是把一氧化碳转化成二氧化碳，D处发生的反应方程式为：2CO+O22CO2．

②A．实验结束时应先熄灭B处酒精灯，继续通入一氧化碳直至冷却至室温，该选项说法正确；

B．C中增加的质量与B中固体减小的质量不相等，C中增加的质量大于B中固体减小的质量，该选项说法不正确；

C．因为一氧化碳不能完全反应，因此实验中若通入28g一氧化碳时，生成铜的质量小于64g，该选项说法不正确；

D．反应结束后继续通入一氧化碳的目的之一是防止铜被氧化，该选项说法正确．

③甲同学认为A装置用于证明一氧化碳不能和石灰水反应，乙同学认为省略A可达到同样的目的，理由是为了排尽装置中的空气，反应前已经通入一定量的一氧化碳，过程中C中的澄清石灰水不变浑浊，说明一氧化碳不能和石灰水反应．

【探究活动二】

猜想①：是Cu2O和Cu；猜想②：是Cu2O．

①操作A为过滤，加过量硫酸的目的是使氧化亚铜完全反应，溶液B中含有的溶质是过量的硫酸和生成的硫酸铜，洗涤的目的是除去铜表面的杂质．

故填：过滤；使氧化亚铜完全反应；硫酸、硫酸铜；除去铜表面的杂质．

②设氧化亚铜质量为x，

Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O，

144 64

x x

根据题意有：4.8g﹣x+x=3.2g，

x=2.88g，

③A．稀硫酸量不足，氧化亚铜不能完全反应，会导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏小；

B．反应后未洗涤剩余的红色固体就直接进行了干燥，导致铜的质量偏大，从而导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏小；

C．采用加热烘干的方式干燥剩余红色固体时，铜能和氧气反应生成氧化铜，导致铜的质量偏大，从而导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏小；

D．将红色固体b转移到天平上时有少量洒落，导致铜的质量偏小，从而导致红色固体a中Cu2O的质量分数偏大．

高温条件下，氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为：CuO+COCu+CO2．