Question

3．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史．某興趣小組的同學為了探究木炭在高溫條件下還原氧化銅所生成的氣體產物是什么，提出了猜想：
a．氣體產物可能是二氧化碳；
b．氣體產物可能是一氧化碳；
c．氣體產物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合氣體．
（1）如果猜想a成立，寫出氣體產物通入澄清石灰水反應的化學方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）如果猜想b成立，寫出木炭還原氧化銅反應的化學方程式C+CuO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑．
（3）同學們設計了如下圖所示裝置（鐵架臺已略去），通過實驗探究氣體產物的成分．
實驗過程中觀察到A、E裝置中的澄清石灰水均變渾濁，C裝置中的澄清石灰水不變渾濁，由此可得出該氣體產物的成分為CO₂、CO（或“二氧化碳和一氧化碳”）．

（4）有同學提出：從簡約裝置、節(jié)約實驗藥品的角度出發(fā)，上圖裝置可進行改進，去掉A、B、C裝置，用如圖所示的裝置同樣可以探究出該氣體產物的成分．請你寫出其實驗操作過程（寫出操作步驟，不需要寫出現象和結論）點燃酒精燈給CuO加熱，觀察黑色粉末CuO是否變紅，（確定CO是否存在）．

Answer 1

分析 （1）根據二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁進行判斷；
（2）熟記題目假設的是猜想b成立，也就是木炭還原氧化銅生成了CO；
（3）根據二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁的特點和一氧化碳與氧化銅反應的現象，進行判斷；
（4）先驗證生成氣體中有二氧化碳，再驗證有一氧化碳；

解答 解：
（1）因二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁，故氣體產物通入澄清石灰水反應后的產物為碳酸鈣．反應的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）由于題目假設是猜想b成立，也就是木炭還原氧化銅生成了CO，所以對應的木炭還原氧化銅的化學反應式是：C+CuO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑．故答案為：C+CuO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑．
（3）因二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以A中石灰水是確認原混合氣體中是否存在CO₂；經過B裝置后，氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳，C中石灰水是確認CO₂是否已經被除盡，排除二氧化碳對下面實驗的干擾．而E裝置中的澄清石灰水變渾濁，則為一氧化碳還原氧化銅生成的二氧化碳的作用；
故答為：二氧化碳和一氧化碳的混合氣體．
（4）從簡約裝置、節(jié)約實驗藥品的角度出發(fā)，上圖裝置可進行改進，去掉A、B、C裝置，用如圖所示的裝置同樣可以探究出該氣體產物的成分．故答為：開始時緩緩通入氣體產物，觀察現象；過一段時間后再加熱，觀察黑色粉末CuO是否變紅（確定CO是否存在）．
答案：
（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）C+CuO+$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑；
（3）CO₂、CO（或“二氧化碳和一氧化碳”） 
（4）點燃酒精燈給CuO加熱，觀察黑色粉末CuO是否變紅，（確定CO是否存在）．

點評 本題為綜合實驗題，考查知識面廣，要求學生審題仔細，能把所學知識系統化，有發(fā)散思維能力，知識歸納能力，平時要加強練習．