Question

實(shí)驗(yàn)室開放日，某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)碳與氧化銅反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物進(jìn)行了探究，請(qǐng)回答有關(guān)問(wèn)題：
（1）裝置A處的酒精燈需加上網(wǎng)罩，其作用是

 

．
（2）點(diǎn)燃A處酒精燈，加熱固體混合物，數(shù)分鐘后發(fā)現(xiàn)試管中的黑色固體物質(zhì)變紅，則該紅色物質(zhì)是

 

（化學(xué)式）．若已知一氧化碳的特征反應(yīng)是使浸有磷鉬酸溶液的黃色氯化鈀試紙變成藍(lán)色．觀察到裝置B中的現(xiàn)象為

 

，請(qǐng)寫出裝置B中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

，還觀察到裝置C中黃色試紙變藍(lán)，則說(shuō)明碳與氧化銅反應(yīng)，生成的氣體產(chǎn)物中既有CO也有CO₂．
（3）分析產(chǎn)生CO產(chǎn)生的原因可能有：①木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反出產(chǎn)生CO；②反應(yīng)中的C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑一種產(chǎn)物和反應(yīng)物木炭再次反應(yīng)又產(chǎn)生了CO；用化學(xué)方程式分別表示為

 

、

 

．
（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為防止

 

，必須先停止加熱，應(yīng)將導(dǎo)管從B中撤出，并用彈簧夾夾緊橡皮管，待銅冷卻后再將試管口的膠塞取下，這樣操作的原因是

 

．
（5）請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在設(shè)計(jì)裝置時(shí)還要考慮環(huán)保因素，上述裝置C后的尾氣處理方法和理由分別是

 

、

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：碳的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：碳單質(zhì)與含碳化合物的性質(zhì)與用途

分析：（1）加上燈罩可以使火焰更集中，提高溫度；
（2）考慮二氧化碳與澄清石灰水反應(yīng)；
（3）根據(jù)反應(yīng)的反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（4）溫度較高時(shí)銅可以和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，可以據(jù)此解答該題
（5）考慮一氧化碳的毒性，防止污染空氣．

解答：解：
（1）在酒精燈火焰處加金屬網(wǎng)罩的作用是：集中火焰，提高溫度；
（2）根據(jù)題目中的信息“發(fā)現(xiàn)試管中的黑色固體物質(zhì)變紅”，則推測(cè)該紅色物質(zhì)是銅，故其化學(xué)式為Cu．若已知一氧化碳的特征反應(yīng)是使浸有磷鉬酸溶液的黃色氯化鈀試紙變成藍(lán)色．根據(jù)結(jié)論“碳與氧化銅反應(yīng)，生成的氣體產(chǎn)物中既有CO也有CO₂”，則推測(cè)觀察到裝置B中的現(xiàn)象為澄清石灰水變渾濁，裝置B中二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)，故發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）根據(jù)題目中的信息：“①木炭和氧化銅在高溫條件下直接發(fā)生反出產(chǎn)生CO；②反應(yīng)中的C+2CuO

高溫  .

2Cu+CO₂↑，一種產(chǎn)物和反應(yīng)物木炭再次反應(yīng)又產(chǎn)生了CO”；故用化學(xué)方程式分別表示為C+CuO

高溫  .

Cu+CO↑、CO₂+C

高溫  .

2CO．
（4）由于溫度較高時(shí)銅可以和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，為防止Cu被氧化，必須先停止加熱，應(yīng)將導(dǎo)管從B中撤出，并用彈簧夾夾緊橡皮管，待銅冷卻后再將試管口的膠塞取下，這樣操作的原因是防止B瓶中的石灰水倒吸到試管中，使試管聚冷而炸裂．
（5）因?yàn)橐谎趸�碳有毒，故在設(shè)計(jì)裝置時(shí)還要考慮環(huán)保因素，上述裝置C后的尾氣處理方法和理由分別是用酒精燈點(diǎn)燃、因?yàn)橐谎趸�碳�?huì)燃燒生成二氧化碳不污染空氣，則可直接排到大氣中．
故答案為：
（1）集中火焰并提高溫度；（2）Cu； 澄清石灰水變渾濁； CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（3）C+CuO

高溫  .

Cu+CO↑；CO₂+C

高溫  .

2CO；（4）Cu被氧化；防止B瓶中的石灰水倒吸到試管中，使試管聚冷而炸裂；
（5）用酒精燈點(diǎn)燃； 因?yàn)橐谎趸�碳�?huì)燃燒生成二氧化碳不污染空氣，則可直接排到大氣中

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．