Question

某校化学课外小组的同学利用如图仪器或装置做CO还原CuO的实验．查询资料可知：甲酸（HCOOH）通常是一种无色易挥发的液体，它在浓硫酸存在时发生如下反应：HCOOH

H2SO4  .

CO↑+H₂O（反应时放出热量）请回答下列问题：（1）选择上述装置组装CO的制备，净化，氧化铜的还原及气体产物的检验的使用装置图．各仪器连接的接口顺序：

 

接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

（填接口字母）．从环保角度思考上述装置还应该改进的最简单措施是

 

．
（2）实验可在酒精灯火焰上罩的作用是

 

；酒精灯对CuO加热温度可达500-600℃，若要提高反应温度，还可选用的加热仪器为

 

．
（3）已知CuO和CO进行加热完全反应，且还原产物为单一产物，为探究其产物的成分，某同学提出了如下假设，假设1：还原产物为

 

；假设2：还原产物为Cu₂O（已知：CuO+2H+═Cu+Cu₂++H₂O）．
（4）该同学通过测定反应前后固体的质量计算得出结论为假设2正确．请你设计一个简单实验证明之．可供选择的试剂：稀硫酸，稀硝酸，KMnO₄溶液，NaOH溶液，KSCN溶液．
（5）若某同学测得固体质量为16.0g充分反应后固体质量为14.4g则还原产物是

 

．

实验步骤（不要写出具体操作过程）	预期实验现象与结论

Answer 1

考点：性质实验方案的设计

专题：实验设计题

分析：（1）依据反应物的状态及条件选择气体发生装置，从石灰水及氢氧化钠溶液的吸收能力分析吸收甲酸的效果即可，CO还原CuO的气体产物是二氧化碳，一般用石灰水进行检验，检验的气体一般是从长管进入洗气瓶．
（2）酒精灯火焰上罩的作用分析；
（3）根据CO还原CuO的产物分析；
（4）依据Cu₂O的化学性质对其进行处理即可；
（5）反应中氧化铜还原为铜，质量减轻，运用差量法可求出还原产物．

解答： 解：（1）因甲酸、浓硫酸都为液态，液夜混合，应该选择②装置．氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液都能够吸收CO中混有的少量甲酸气体，但是氢氧化钠溶液的吸收能力比氢氧化钙溶液强．需要检验的气体应从长管D进入，短管C导出，然后接入G，还原CuO，从H出来接入F，检验产物CO₂；尾气CO有毒，需要点燃，不能直接排入大气；
故答案为：B接D，C接G，H接F，将尾气点燃；
（2）在酒精灯火焰上罩，可以使火力更集中，提高温度；若需要更高的温度，可以选择酒精喷灯；
故答案为：使火力更集中，提高温度；酒精喷灯；
（3）根据反应CuO+CO═Cu+CO₂，可知另一种还原产物可能为Cu；
故答案为：Cu；
（4）依据Cu₂O的化学性质，取少量固体于试管中，滴加稀硫酸，生成硫酸铜，固体溶解，溶液变为蓝色，则证明固体为Cu₂O；
故答案为：取少量固体于试管中，滴加稀硫酸；固体溶解，溶液变为蓝色，则证明固体为Cu₂O；
（5）根据关系式，运用差量法解题，
2CuO→△m 
160               x
16.0g           16.0g-14.4g                    

160

16.0g

=

x

16.0g-14.4g

，x=16，故还原产物为Cu₂O，
故答案为：Cu₂O．

点评：本题考查CO还原CuO的实验，注意差量法在判断产物中的巨大作用，难度中等．