Question

小明設計了如圖1所示的實驗裝置，進行CO還原CuO的實驗．試回答：

（1）圖1裝置存在著一個不足之處，你的改進方法是

 

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（2）實驗開始時，同學們針對是先給氧化銅加熱，還是先通入一氧化碳的問題展開了討論，你認為應該

 

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（3）實驗過程中，圖中A處能觀察到的實驗現(xiàn)象是

 

；B處發(fā)生反應的化學方程式為

 

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（4）小明查閱資料知，①Ca（OH）₂與NaOH的化學性質相似；②稀硫酸與稀鹽酸的化學性質相似．為分離從B裝置排出的氣體，小明設計了如圖2所示的裝置（鐵架臺、鐵夾等固定裝置已略去，a、b為活塞）．
①當關閉活塞b，打開活塞a時，可分離得到

 

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②然后關閉活塞a，再打開活塞b，又可分離得到

 

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（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

 

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Answer 1

考點：碳、一氧化碳、氫氣還原氧化銅實驗,混合物的分離方法,二氧化碳的化學性質,鹽的化學性質,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：碳單質與含碳化合物的性質與用途

分析：（1）利用一氧化碳的可燃性，可直接在裝置后使用酒精燈點燃處理，也可以先進行收集實驗再做處理等；
（2）具有可燃性的一氧化碳氣體與空氣混合，加熱會可能出現(xiàn)混合氣體的爆炸，應先把裝置內空氣排出；
（3）氧化銅被還原成銅，可觀察到黑色粉末變紅色；生成的氣體中含有二氧化碳，二氧化碳使澄清石灰水變渾濁．
（4）考慮二氧化碳與氫氧化鈉溶液反應；稀硫酸與碳酸鈉反應；
（5）考慮一氧化碳和氧化銅反應不僅能生成銅，還可能生成中間產物氧化亞銅（化學式為Cu₂O）等．

解答：解：
（1）可使用酒精燈把從澄清石灰水中排出的尾氣進行燃燒處理或用氣球類裝置進行收集后處理等；
故答案為：在B裝置的末端放一盞燃著的酒精燈（或用氣囊、氣球等收集尾氣；或將尾氣導出，在左側對裝置加熱的酒精燈上點燃）；
（2）先加熱再通入一氧化碳會使一氧化碳與裝置內空氣形成混合氣體而引起爆炸，因此，應先通入一氧化碳排出空氣后再進行加熱；故答案為：先通入一氧化碳；
（3）A處氧化銅在高溫下與一氧化碳發(fā)生反應生成光亮的紅色銅和二氧化碳，可觀察到氧化銅的黑色粉末逐漸變成紅色；生成的氣體二氧化碳能與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應生成不溶于水的碳酸鈣白色沉淀和水，在B處可觀察到澄清石灰水變渾濁；故化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（4）根據資料知，①Ca（OH）₂與NaOH的化學性質相似；②稀硫酸與稀鹽酸的化學性質相似．則：
①關閉活塞b，打開活塞a時，通入的混合氣體中的二氧化碳會與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉，從而將二氧化碳除去，分離得到一氧化碳．②關閉活塞a，再打開活塞b，稀硫酸與上一步反應中生成的碳酸鈉反應生成二氧化碳，從而分離得到二氧化碳．
（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，則猜想殘留固體的組成可能為：全部為銅；銅和氧化銅的混合物；銅和氧化亞銅的混合物；氧化銅、氧化亞銅的混合物；銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物
故答案為：
（1）在出口處添加一燃著的酒精燈；（2）先通一氧化碳；（3）黑色固體逐漸變成亮紅色；
 Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；（4）①CO；②CO₂； （或寫名稱）；（5）全部為銅；銅和氧化銅的混合物；銅和氧化亞銅的混合物；氧化銅、氧化亞銅的混合物；銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物．

點評：教材中實驗的再現(xiàn)，通過實驗操作裝置圖回憶實驗過程，根據反應的特點分析題設問題的解決方法．