Question

【題目】某化學探究小組設計下圖所示的實驗裝置,進行一氧化碳還原氧化銅的實驗，模擬工業(yè)上冶煉金屬銅的操作流程。試回答下列問題:

(1)從環(huán)境保護的角度考慮，你認為該實驗的設計一個缺陷是____，你的改進方法是____。

(2)實驗開始時,你認為先給氧化銅加熱，還是先通人一氧化碳?____，其主要目的是____。

(3)實驗進行一段時間后，裝置圖中A處能觀察到的實驗現(xiàn)象是____，發(fā)生反應的化學方程式為_____。B處觀察到的實驗現(xiàn)象是____，該處發(fā)生反應的化學方程式為_____。

(4)研究發(fā)現(xiàn)：物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定用途，如CO還原氧化銅具有還原性。從化學反應前后碳元素化合價的變化特點分析，一氧化碳具有還原性的原因是___。除CO之外，還有哪些物質(zhì)可以還原氧化銅和氧化鐵，寫出一種物質(zhì)的化學式為_____。

(5)實驗過程中，一氧化碳和氧化銅反應不僅能生成銅,還可能生成中間產(chǎn)物氧化亞銅 (化學式為Cu2O)。如果要對反應后A處殘留固體的組成進行探究，試猜想殘留固體的組成有哪幾種可能?____。

Answer 1

【答案】缺少尾氣的處理裝置,而把一氧化碳直接排放到空氣中 在B出氣口處應添加一盞燃著的酒精燈,把未反應的一氧化碳燃燒掉 先通入一氧化碳 目的是趕盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱發(fā)生爆炸 黑色的固體逐漸變成紫紅色的固體 澄清的石灰水變渾濁 CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O 碳元素化合價升高 C（或H2） 共有五個組合分別是：①全部為銅，②銅和氧化銅的混合物，③銅和氧化亞銅的混合物，④氧化銅、氧化亞銅的混合物，⑤銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物

【解析】

（1）在該實驗中沒有進行尾氣處理，一氧化碳氣體逸出會污染空氣，所以應該增加一個燃著的酒精燈，將一氧化碳轉(zhuǎn)變?yōu)槎�氧化碳。故答案為：缺少尾氣的處理裝置,而把一氧化碳直接排放到空氣中；在B出氣口處應添加一盞燃著的酒精燈,把未反應的一氧化碳燃燒掉。

（2）實驗過程中，應該先通入一氧化碳，排盡裝置中的空氣，防止加熱時爆炸，故答案為：先通入一氧化碳；目的是趕盡玻璃管內(nèi)的空氣，防止加熱發(fā)生爆炸。

（3）A處是一氧化碳還原氧化銅生成銅和二氧化碳，黑色的氧化銅粉變?yōu)榱思t色的銅，發(fā)生的化學方程式為，B處的澄清石灰水會變渾濁，二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，發(fā)生的化學方程式為：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O。故答案為：黑色的固體逐漸變成紫紅色的固體；

澄清的石灰水變渾濁，CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O。

（4）化學反應前后碳元素化合價的變化特點分析，碳元素在反應后化合價由+2升高為+4，除CO之外，還有C和H2都具有還原性。故答案為：化合價升高，C或H2。

（5）生成物中可能產(chǎn)生的物質(zhì)有：銅、氧化銅、氧化亞銅，所以就存在：①全部為銅，②銅和氧化銅的混合物，③銅和氧化亞銅的混合物，④氧化銅、氧化亞銅的混合物，⑤銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物，以上5種情況，根據(jù)反應情況，不可能單獨存在氧化亞銅。故答案為：①全部為銅，②銅和氧化銅的混合物，③銅和氧化亞銅的混合物，④氧化銅、氧化亞銅的混合物，⑤銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物。