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【题目】某化学小组用下图所列装置(固定装置略)验证CO能还原CuO,并探究其还原产物的组成。

请回答:

1)按气流方向,各装置从左到右的连接顺序为:

i→______________________________________尾气处理(填仪器接口的字母编号)

2)说明CO能还原CuO的实验现象为___________________________

3)该实验处理尾气的方法为___________________________

4)若去掉B装置,可能产生的影响为___________________________

5)将各装置按正确的顺序连接后进行实验。当反应结束后,F处硬质玻璃管中的固体全部变为红色。

[查阅资料]CuCu2O均为红色;Cu2O在酸性溶液中能生成CuCu2

[提出猜想]红色固体的成分可能为:①Cu②Cu2O________

[实验验证]该小组为验证上述猜想,分别取少量红色固体放入试管中,进行如下实验。

实验编号

操作

现象

a

加入足量稀硝酸,振荡

试管内红色固体完全溶解,溶液变为蓝色,并有无色气体产生

b

加入足量稀硫酸,振荡

试管内有红色固体,溶液为无色

[实验评价]根据上述实验,不能确定红色固体成分的实验是________(填实验编号),理由为_________(用化学方程式表示)

[实验结论]根据上述实验结果,可知红色固体的成分为________(填化学式)

【答案】cdgh(hg)abjk(kj)fe F处硬质玻璃管中的黑色固体变为红色,C处澄清石灰水变浑浊 点燃烧掉或用气囊收集 NaHCO3分解产生的水蒸气高温能与碳粉反应生成H2,对实验产生干扰 CuCu2O a 3Cu8HNO3()3Cu(NO3)22NO↑4H2O 3Cu2O14HNO3()6Cu(NO3)22NO↑7H2O Cu

【解析】

1)碳酸氢钠加热分解生成CO2,干燥后CO2和碳反应生成CO,通过碱石灰除去剩余的二氧化碳后进入装置F中,CO还原CuO,生成的CO2用石灰水检验,剩余的CO需要进行处理,据此可以判断装置的连接顺序。

2CO还原CuO生成红色的铜和能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳。

3CO不能被溶液吸收,所以处理方法为点燃烧掉或用气囊收集。

4B装置可以除去二氧化碳中的水蒸气,若水蒸气进入D中,和碳反应生成H2,也可以和氧化铜反应。

5CuCu2O均为红色,都可以被硝酸氧化,但Cu2O在稀硫酸中能生成CuCu2,而铜不和稀硫酸反应。

1)验证CO能还原CuO,并探究其还原产物的组成,利用的原理是一氧化碳还原氧化铜反应生成铜和二氧化碳,验证生成的二氧化碳用澄清石灰水,生成的产物为红色固体。先制备纯净的一氧化碳,依据装置图可知,装置E加热分解生成二氧化碳和水蒸气,通过装置B吸收水蒸气,通过装置D二氧化碳和碳反应生成一氧化碳,通过装置A中的碱石灰除去未反应的二氧化碳气体,得到纯净的一氧化碳气体,通过装置F加热发生反应,生成的气体二氧化碳通过装置C中的澄清石灰水检验,最后剩余一氧化碳气体不能排放到空气中,需要收集或点燃进行尾气处理,按气流方向,各装置从左到右的连接顺序为icdgh(hg)abjk(kj)fe

2)上述分析可知说明CO能还原CuO的实验现象为F处硬质玻璃管中的黑色固体变为红色,C处澄清石灰水变浑浊;

3)实验过程中生成的尾气为一氧化碳,一氧化碳气体有毒不能排放到空气,该实验处理尾气的方法为点燃烧掉或用气囊收集;

4B装置是吸收生成的水蒸气,若去掉B装置,NaHCO3分解产生的水蒸气进入装置D,高温能与碳粉反应生成H2 ,对实验产生干扰;

5CuCu2O均为红色,所以红色固体的成分可能为:①Cu②Cu2O③CuCu2O的混合物;Cu2O在酸性溶液中能生成CuCu2+,分别取少量红色固体放入试管中,加入足量稀硝酸、振荡,试管内红色固体完全溶解,溶液变为蓝色,说明生成了铜离子,并有无色气体产生证明为一氧化氮,但铜和氧化亚铜都可以和硝酸发生反应,反应的化学方程式为:3Cu+8HNO3()=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O3Cu2O+14HNO3()=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2Oa实验不能确定红色固体成分;加入足量稀硫酸、振荡,试管内有红色固体,溶液不变色证明无氧化亚铜,红色固体为铜。

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下列说法错误的是(

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对实验现象的解释或结论正确的是 (  )

选项

实验现象

解释或结论

A

a处变蓝,b处变红棕色

氧化性:Cl2>Br2>I2

B

c处先变红,后褪色

氯气与水生成了酸性物质

C

d处立即褪色

氯气与水生成了漂白性物质

D

e处变红色

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A. A B. B C. C D. D

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3)一定条件下,在容积恒为2.0L的容器中,FeCO2发生如下反应:CO2(g)+Fe(s)FeO(s)+CO(g),若起始时向容器中加入1molCO25.0min后,容器内气体的相对平均分子量为32,则n(CO2)n(CO)之比为_______,这段时间内用CO2表示的速率vCO2=_______

4)下列说法错误的是_______

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b.混合气体的平均相对分子质量不变时说明反应达到了平衡

c.平衡后移除二氧化碳时,正反应速率一直减小直至建立新的平衡

d.平衡后缩小容器的体积,正逆反应速率不变,平衡不移动

5)保持温度不变的情况下,待反应达到平衡后再充入一定量的二氧化碳,平衡向______移动(选填正向逆向、或),二氧化碳的转化率_____(填增大减小不变)。

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、实验结论:

甲认为:依据上述实验现象可以判断出生成的黑色固体为金属铁。

乙认为:仅从上述实验现象,不足以证明生成的黑色固体为金属铁,他增加一个实验:用磁铁靠近黑色固体,看到有黑色固体被磁铁吸引,于是得出生成的黑色固体为金属铁的结论。

请你通过该反应的相关资料对他们的结论作出判断,并通过实验检验其合理性:

⑴在一定条件下,一氧化碳与氧化铁在加热条件下,可发生如下反应:

CO +3Fe2O3 = 2Fe3O4+ CO2↑ 4CO + Fe3O4 = Fe+ 4CO2

⑵四氧化三铁(Fe3O4)为黑色固体,有强磁性,能够被磁铁吸引。

甲、乙同学的结论 ______。你对此评价的理由是 ______

、实验探究

对反应后固体成分提出假设:

假设1:反应后固体中只有Fe

假设2:反应后固体中只有Fe3O4

假设3:反应后固体中 ______

为确定实验中最后产物中的成分,丙同学设计如下实验,请你利用限选试剂和仪器帮助他完成该探究过程,并将答案写在答题卡相应位置。

限选试剂和仪器:1mol/L CuSO40.01mol/L KSCN溶液、1mol/L 盐酸、0.01mol/L 氨水、试管、玻璃棒、胶头滴管。

实验操作

预期现象和结论

步骤一;取硬质玻璃管中固体产物少量分别于AB试管中,加入足量1mol/L CuSO4溶液,搅拌溶解。

⑴若A试管中黑色固体不溶解,并且没有观察到其它现象,则黑色固体为

______

⑵若B试管中有红色固体析出,则说明黑色固体中含有 ______

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①若溶液不变红色,则______

②若溶液变红色,则______

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