Question

某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在做“木炭還原氧化銅”實(shí)驗(yàn)時(shí)，進(jìn)行如下探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示（假設(shè)木炭粉中不含其它雜質(zhì)）．

（1）剛開始預(yù)熱時(shí)，試管②中立即產(chǎn)生氣泡，但石灰水不變渾濁，原因是

開始排出的是試管內(nèi)的空氣

；
（2）繼續(xù)加熱，觀察到試管②中澄清石灰水逐漸變渾濁，試管①中黑色粉末中出現(xiàn)紅色物質(zhì)．請(qǐng)你寫出其中的一個(gè)化學(xué)方程式：

C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑（或CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O）

．
（3）充分反應(yīng)后，觀察到試管①中的剩余固體中仍滲雜有少量黑色固體，為了確定該黑色固體的成分，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究活動(dòng)，請(qǐng)你幫他們完成下表：

實(shí)驗(yàn)步驟	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
取少量反應(yīng)后的試管①中的固體于潔凈試管內(nèi)，滴 入 稀硫酸 ，微熱．	無現(xiàn)象	該黑色固體是木炭
	黑色粉末溶解，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色	該黑色固體是氧化銅

（4）有同學(xué)提出，圖甲所示該實(shí)驗(yàn)裝置存在不足，并設(shè)計(jì)了圖乙所示實(shí)驗(yàn)裝置替代圖甲中試管②部分．圖乙中氣球的作用是

收集尾氣，防止一氧化碳對(duì)大氣的污染

；試管③的作用是

防倒吸

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)試管中有空氣，受熱時(shí)易膨脹分析；
（2）根據(jù)碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，寫出反應(yīng)的方程式；
（3）根據(jù)木炭、氧化銅與硫酸的反應(yīng)分析；
（4）根據(jù)一氧化碳是對(duì)大氣有污染的氣體分析，加入試管③可以有效地防止倒吸．

解答：解：（1）由于試管中有空氣，受熱時(shí)易膨脹，所以，開始加熱時(shí)排出的時(shí)是試管中的空氣；
（2）在高溫時(shí)，碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的方程式是：C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）由于木炭不能與硫酸的反應(yīng)、氧化銅與硫酸的反應(yīng)．所以，為了確定該黑色固體的成分，同學(xué)們進(jìn)行了如下探究活動(dòng)為：取少量反應(yīng)后的試管①中的固體于潔凈試管內(nèi)，滴入稀硫酸，微熱．若無現(xiàn)象，則該黑色固體是木炭；若黑色粉末溶解，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色，則該黑色固體是氧化銅；
（4）由于在高溫時(shí)，碳能與氧化銅反應(yīng)中會(huì)產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳對(duì)大氣有污染．所以，圖乙中氣球的作用是：收集尾氣，防止一氧化碳對(duì)大氣的污染．加入試管③可以有效地防止倒吸，防止試管炸裂．
故答為：（1）開始排出的是試管內(nèi)的空氣，（2）C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑（或CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O）；（3）稀硫酸，黑色粉末溶解，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{(lán)色；（4）收集尾氣，防止一氧化碳對(duì)大氣的污染，防倒吸．

點(diǎn)評(píng)：本題是對(duì)碳還原氧化銅的實(shí)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)操作的綜合考查，注意類似知識(shí)的遷移和靈活運(yùn)用就能較快解答本題．