Question

19．木炭與氧化銅反應(yīng)生成的氣體中既有CO₂，又有CO．為驗(yàn)證此猜想，小明設(shè)計(jì)了如下裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：將CuO和足量碳粉反應(yīng)后的混合氣體通入如下裝置，B中盛有氫氧化鈉溶液，性質(zhì)與石灰水相似，可與CO₂反應(yīng)，用于除去CO₂．

實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先緩慢通入一會(huì)兒混合氣體，過一段時(shí)間后，點(diǎn)燃酒精燈，觀察現(xiàn)象．根據(jù)以上敘述回答問題：（1）木炭與氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，裝置B中發(fā)生反應(yīng)后的主要生成物的化學(xué)式為Na₂CO₃．
（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先通入一會(huì)兒混合氣體的目的是排盡玻璃管中的空氣，防止點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸，裝置C中的現(xiàn)象是黑色固體變?yōu)榧t色，發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO₂；A瓶中盛放的溶液是澄清的石灰水，目的是檢驗(yàn)混合氣體中有無二氧化碳．
（3）小明認(rèn)為用以上裝置實(shí)驗(yàn)通過D中石灰水變渾濁的現(xiàn)象，可證明混合氣體中含有CO．
小梅認(rèn)為：不需要D裝置也能證明混合氣體中有CO，她的理由是裝置C中黑色粉末變紅
（4）本實(shí)驗(yàn)的尾氣是否需處理？理由是因?yàn)槲矚庵械囊谎趸�碳有毒，直接排放�?huì)造成空氣污染．

Answer 1

分析 （1）氧化銅為黑色，經(jīng)還原后變成紅色的銅，碳在高溫時(shí)還原氧化銅據(jù)此分析；根據(jù)氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈉和水解答；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)來分析；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
（3）根據(jù)反應(yīng)生成二氧化碳來分析；
（4）從一氧化碳過量，排放到空氣中會(huì)污染空氣考慮．

解答 解：（1）碳在高溫時(shí)還原氧化銅，使黑色氧化銅變成紅色銅，所以現(xiàn)象是黑色粉末變紅；碳在高溫時(shí)還原氧化銅的化學(xué)方程式是C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；氫氧化鈉溶液和二氧化碳反應(yīng)，生成碳酸鈉和水，裝置B中發(fā)生反應(yīng)后的主要生成物的化學(xué)式為：Na₂CO₃；
（2）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)先通入一會(huì)兒混合氣體的目的是排盡玻璃管中的空氣，防止點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸；CO在加熱時(shí)還原氧化銅生成銅和二氧化碳，裝置C的現(xiàn)象是黑色固體變?yōu)榧t色，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO₂；A瓶中盛放的溶液是澄清的石灰水，目的是檢驗(yàn)混合氣體中有無二氧化碳；
（3）一氧化碳在加熱的條件下與氧化銅反應(yīng)生成二氧化碳，當(dāng)看到石灰水變渾濁，就說明氧化銅已發(fā)生了反應(yīng)；可證明混合氣體中含有CO．
不需要D裝置也能證明混合氣體中有CO，她的理由是裝置C中黑色粉末變紅；
（4）因?yàn)槲矚庵械囊谎趸�碳有毒，直接排放�?huì)造成空氣污染，所以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的不合理之處是尾氣未處理，直接排放到空氣中．
答案：
（1）C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；Na₂CO₃；
（2）排盡玻璃管中的空氣，防止點(diǎn)燃時(shí)發(fā)生爆炸；黑色固體變?yōu)榧t色；CO+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO₂；澄清的石灰水；檢驗(yàn)混合氣體中有無二氧化碳；
（3）石灰水變渾濁；裝置C中黑色粉末變紅；
（4）需要；因?yàn)槲矚庵械囊谎趸�碳有毒，直接排放�?huì)造成空氣污染．

點(diǎn)評 本題主要考查木炭的化學(xué)性質(zhì)和化學(xué)方程式的書寫等方面的知識，書寫化學(xué)方程式時(shí)要注意遵循質(zhì)量守恒定律．計(jì)算過程要規(guī)范