Question

13．已知C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，C+H₂O（g）$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．某校課外活動小組的同學設計如圖所示實驗裝置，用來驗證一氧化碳具有還原性．

回答下列問題：
（1）寫出裝置A中所發(fā)生反應的離子方程式：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+H₂O+CO₂↑．
（2）裝置B中最適宜的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液．
（3）裝置D中黑色固體為炭 （填名稱）．
（4）按照如圖裝置進行實驗時，首先進行的操作是檢查裝置的氣密性．
（5）根據(jù)實驗中的E裝置中黑色CuO變成紅色現(xiàn)象，可證明CO具有還原性．
（6）若實驗中沒有裝置C，使裝置B與裝置D直接相連，會對實驗造成的影響是沒有除去氣體中的水蒸氣，高溫下水蒸氣與炭反應生成H₂和CO，H₂也能還原CuO，從而干擾對CO還原性的驗證．
（7）若要根據(jù)裝置F中澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象確認一氧化碳具有還原性，應在上圖裝置D與E之間連接圖中的④裝置（填序號）．

Answer 1

分析 本題是探究CO還原性的實驗設計題，利用C和CO₂反應生成的CO還原氧化銅，結(jié)合氧化銅變紅色粉末和石灰水變渾濁來推測CO的還原性，但因CO₂中混有的水汽也能和C反應生成CO和H₂，生成的H₂有還原性對實驗有干擾，因此CO₂必須干燥處理，據(jù)此分析可作答；
（1）裝置A中是鹽酸和石灰石反應生成二氧化碳、氯化鈣和水；
（2）實驗室用鹽酸和石灰石制取二氧化碳，該反應放出的熱量導致鹽酸揮發(fā)，所以制取的二氧化碳中含有氯化氫氣體，常用飽和的碳酸氫鈉溶液除去氯化氫氣體；
（3）裝置D中選擇碳粉與CO₂與反應生成CO；
（4）因存在氣體制備，整套實驗裝置需密封，故需檢驗裝置的氣密性；
（5）黑色的氧化銅被還原為銅，可間接推測CO具有還原性；
（6）若沒有C裝置干燥CO₂氣體，揮發(fā)出的水汽與碳作用也能生成還原性的氣體H₂，對CO的性質(zhì)實驗有干擾；
（7）碳和二氧化碳的反應中，二氧化碳不可能完全轉(zhuǎn)化為一氧化碳，所以從D裝置出來的氣體中含有二氧化碳，為防止原來二氧化碳的干擾，應先把原來的二氧化碳除去．

解答 解：（1）裝置A中是鹽酸和石灰石反應生成二氧化碳、氯化鈣和水，其反應離子方程式為：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+H₂O+CO₂↑，
故答案為：CaCO₃+2H⁺═Ca²⁺+H₂O+CO₂↑；
（2）實驗室用鹽酸和石灰石制取二氧化碳，該反應放出的熱量導致鹽酸揮發(fā)，所以制取的二氧化碳中含有氯化氫氣體，為除去氯化氫氣體，選取的試劑應能除去氯化氫氣體且不和二氧化碳反應，則只能選取可溶性的飽和碳酸氫鹽，一般常用飽和的碳酸氫鈉溶液，故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；
（3）選擇C和CO₂反應生成CO，故答案為：炭；
（4）實驗前，需對整套裝置進行氣密性檢驗，故答案為：檢查裝置的氣密性；
（5）利用E裝置中的黑色氧化銅變?yōu)榧t色，可知道氧化銅被還原為銅，推測CO具有還原性，故答案為：E裝置中黑色CuO變成紅色；
（6）實驗中沒有裝置C，使裝置B與裝置D直接相連，則CO₂中混有的水汽會與碳反應生成還原性的H₂，影響CO還原性的判斷，故答案為：沒有除去氣體中的水蒸氣，高溫下水蒸氣與炭反應生成H₂和CO，H₂也能還原CuO，從而干擾對CO還原性的驗證；
（7）和二氧化碳的反應中，二氧化碳不可能完全轉(zhuǎn)化為一氧化碳，所以從D裝置出來的氣體中含有二氧化碳，為防止原來二氧化碳的干擾，應先把D出來的二氧化碳除去，再將一氧化碳氣體通過E裝置，二氧化碳是酸性氧化物，所以用堿性物質(zhì)除去，所以選②；
故答案為：D；E；②．

點評 本題以實驗方案設計為載體考查了元素化合物的性質(zhì)，化學方程式和離子方程式的書寫，除雜試劑的選擇等，綜合性較強．