Question

取化學式為MO的黑色氧化物進行如下實驗．將MO和碳粉充分混合物，平鋪在玻璃管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水．按圖連接儀器．
實驗開始時緩緩通入氮氣，過一段時間后，加熱玻璃管a．待反應完全后，停止加熱，______，直至玻璃管冷卻，此時，管中有紅色金屬生成．
根據(jù)以上敘述回答：
（1）元素M是______；M的氧化物除MO外，還有一種氧化物的化學式為______．
（2）A儀器的名稱______，實驗過程中b裝置中的實驗現(xiàn)象有______，反應的化學方程式______．
（3）實驗前為什么要將MO與C充分混合？______，玻璃管a中發(fā)生的反應有2MO+C2M+CO₂↑和______（請再舉一例，用化學方程式表示），請補全題干中的實驗步驟______．
（4）實驗開始時先緩緩通入氮氣，過一段時間后，再加熱玻璃管a的原因______
______．停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處？______（填“是”或“否”）為什么？______．
（5）若反應管a中只發(fā)生反應2MO+C2M+CO₂↑，則1.8g的MO與0.12g的C充分反應，①生成的二氧化碳至少需要溶質質量發(fā)生為0.1%的澄清石灰水多少g才能完全吸收，轉化為碳酸鈣？（MO的相對分子質量為80）（本題2分，寫出計算過程）
②反應后，玻璃管a中剩余的固體是______，質量比為______．

Answer 1

解（1）反應后管中有紅色金屬生成，可推斷紅色金屬是銅，那么元素M是 Cu；銅有+1和+2兩種化合價，故Cu的氧化物除CuO外，還有一種氧化物是 Cu₂O．
（2）A儀器的名稱錐形瓶，碳和氧化銅反應生成二氧化碳，b裝置中的石灰水變渾濁，反應的化學方程式 CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）實驗前將MO和碳粉充分混合的原因的增大反應物間接觸面，加快反應速率，碳和氧化銅反應除了生成銅和二氧化碳外，還能生成一氧化碳，生成的一氧化碳也能與氧化銅反應，生成的二氧化碳能與碳反應，故玻璃管a中發(fā)生的反應有2MO+C2M+CO₂↑和 MO+CM+CO↑、MO+COM+CO₂、CO₂+C2CO，為了防止生成的銅重新被氧化，待反應完全后，停止加熱，還要仍繼續(xù)通氮氣，直至反應管冷卻，
（4）實驗開始時先緩緩通入氮氣，再加熱玻璃管a，這樣做的原因的排盡裝置中的空氣或氧氣，防止氧氣對實驗的影響．停止加熱前不需要先斷開a和b的連接處，因為一直通入氮氣，b中溶液不會倒吸到a管中．
（5）①首先根據(jù)化學方程式判斷反應物之間的質量關系，根據(jù)完全反應的物質質量進行計算，由質量關系可知，氧化銅是過量的，要根據(jù)碳的質量進行計算；
設生成二氧化碳的質量為x，參加反應的氧化銅的質量為y，生成銅的質量為z，生成的二氧化碳和質量為a的氫氧化鈣溶液反應
2CuO+C2Cu+CO₂↑
160 12 128 44
y 0.12g z x

解得：x=0.44g，y=1.6g，z=1.28g
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
44 74
0.44g 0.1%a

a=740g
②反應后，玻璃管a中氧化銅的質量是過量的，故剩余的固體是氧化銅和銅，氧化銅和銅的質量比為（1.8g-1.6g）：1.28g=5：32．
故答案為：（1）Cu，Cu₂O
（2）錐形瓶，變渾濁，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）增大反應物間接觸面，加快反應速率；MO+CM+CO↑ 或 MO+COM+CO₂ 或 CO₂+C2CO；
仍繼續(xù)通氮氣，直至反應管冷卻；
（4）排盡裝置中的空氣或氧氣，否，因為一直通入氮氣，b中溶液不會倒吸到a管中；
（5）740g
（6）氧化銅和銅，5：32
分析：（1）根據(jù)實驗現(xiàn)象推斷物質的名稱和化學式；
（2）根據(jù)儀器的圖形和用途填寫名稱，二氧化碳和石灰水反應；
（3）從影響反應速率的角度分析，從反應物和反應條件分析可能發(fā)生的化學方程式；
（4）從實驗目的和實驗操作的出現(xiàn)的現(xiàn)象分析操作的原因；
（5）根據(jù)化學方程式計算要確定完全反應的物質的質量，MO沒有全部參加反應，要根據(jù)碳的質量計算參加反應的氧化銅和消耗氫氧化鈣溶液的質量；
點評：典型的實驗分析題，綜合性強，難度大，要根據(jù)所學物質的性質和基本實驗操作步驟得到準確答案，在完成化學計算時，要正確選擇物質的質量．