Question

实验室开放日，某化学兴趣小组的同学在老师的指导下，设计出如下实验装置对碳与氧化铜反应生成的气体产物进行了探究，请回答有关问题：
（1）装置A处的酒精灯需加上网罩，其作用是

 

．
（2）点燃A处酒精灯，加热固体混合物，数分钟后发现试管中的黑色固体物质变红，则该红色物质是

 

（化学式）．若已知一氧化碳的特征反应是使浸有磷钼酸溶液的黄色氯化钯试纸变成蓝色．观察到装置B中的现象为

 

，请写出装置B中发生反应的化学方程式为

 

，还观察到装置C中黄色试纸变蓝，则说明碳与氧化铜反应，生成的气体产物中既有CO也有CO₂．
（3）分析产生CO产生的原因可能有：①木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；②反应中的C+2CuO

高温  .

2Cu+CO₂↑一种产物和反应物木炭再次反应又产生了CO；用化学方程式分别表示为

 

、

 

．
（4）实验结束时，为防止

 

，必须先停止加热，应将导管从B中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待铜冷却后再将试管口的胶塞取下，这样操作的原因是

 

．
（5）请你根据实验结论，在设计装置时还要考虑环保因素，上述装置C后的尾气处理方法和理由分别是

 

、

 

．

Answer 1

考点：碳的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：碳单质与含碳化合物的性质与用途

分析：（1）加上灯罩可以使火焰更集中，提高温度；
（2）考虑二氧化碳与澄清石灰水反应；
（3）根据反应的反应物、生成物、反应条件，写出反应的化学方程式；
（4）温度较高时铜可以和氧气反应生成氧化铜，可以据此解答该题
（5）考虑一氧化碳的毒性，防止污染空气．

解答：解：
（1）在酒精灯火焰处加金属网罩的作用是：集中火焰，提高温度；
（2）根据题目中的信息“发现试管中的黑色固体物质变红”，则推测该红色物质是铜，故其化学式为Cu．若已知一氧化碳的特征反应是使浸有磷钼酸溶液的黄色氯化钯试纸变成蓝色．根据结论“碳与氧化铜反应，生成的气体产物中既有CO也有CO₂”，则推测观察到装置B中的现象为澄清石灰水变浑浊，装置B中二氧化碳与氢氧化钙反应，故发生反应的化学方程式为CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）根据题目中的信息：“①木炭和氧化铜在高温条件下直接发生反出产生CO；②反应中的C+2CuO

高温  .

2Cu+CO₂↑，一种产物和反应物木炭再次反应又产生了CO”；故用化学方程式分别表示为C+CuO

高温  .

Cu+CO↑、CO₂+C

高温  .

2CO．
（4）由于温度较高时铜可以和氧气反应生成氧化铜，所以实验结束时，为防止Cu被氧化，必须先停止加热，应将导管从B中撤出，并用弹簧夹夹紧橡皮管，待铜冷却后再将试管口的胶塞取下，这样操作的原因是防止B瓶中的石灰水倒吸到试管中，使试管聚冷而炸裂．
（5）因为一氧化碳有毒，故在设计装置时还要考虑环保因素，上述装置C后的尾气处理方法和理由分别是用酒精灯点燃、因为一氧化碳会燃烧生成二氧化碳不污染空气，则可直接排到大气中．
故答案为：
（1）集中火焰并提高温度；（2）Cu； 澄清石灰水变浑浊； CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）C+CuO

高温  .

Cu+CO↑；CO₂+C

高温  .

2CO；（4）Cu被氧化；防止B瓶中的石灰水倒吸到试管中，使试管聚冷而炸裂；
（5）用酒精灯点燃； 因为一氧化碳会燃烧生成二氧化碳不污染空气，则可直接排到大气中

点评：本题是对碳还原氧化铜的实验和实验操作的综合考查，注意类似知识的迁移和灵活运用就能较快解答本题．