Question

14．某化學興趣小組的同學在做“木炭還原氧化銅”實驗時，進行如下探究，實驗裝置如圖甲圖所示（假設(shè)木炭粉中不含其它雜質(zhì)）．

（1）剛開始預熱時，試管②中立即產(chǎn)生氣泡，但石灰水不變渾濁，原因是開始排出的是試管內(nèi)的空氣；
（2）繼續(xù)加熱，觀察到試管②中澄清石灰水逐漸變渾濁，試管①中黑色粉末中出現(xiàn)紅色物質(zhì)．請你寫出其中的一個化學方程式C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）充分反應(yīng)后，觀察到試管①中的剩余固體中仍滲雜有少量黑色固體，為了確定該黑色固體的成分，同學們進行了如下探究活動，請你幫他們完成下表：

實驗步驟	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取少量反應(yīng)后的試管①中的固體于潔凈試管內(nèi)，滴入稀硫酸稀硫酸 微熱．	A	該黑色固體是木炭
	B	該黑色固體是氧化銅

實驗現(xiàn)象A黑色粉末溶解收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染；實驗現(xiàn)象B溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染．
（4）有同學提出，圖甲所示該實驗裝置存在不足，并設(shè)計了圖乙所示實驗裝置替代圖甲中試管②部分．圖乙中氣球的作用是收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染；試管③的作用是防倒吸．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)試管中有空氣，受熱時易膨脹分析；
（2）根據(jù)碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，寫出反應(yīng)的方程式；
（3）根據(jù)木炭、氧化銅與硫酸的反應(yīng)分析；
（4）根據(jù)一氧化碳是對大氣有污染的氣體分析，加入試管③可以有效地防止倒吸．

解答 解：（1）由于試管中有空氣，受熱時易膨脹，所以，開始加熱時排出的是試管中的空氣；
（2）在高溫時，碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的方程式是：C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）由于木炭不能與硫酸反應(yīng)、氧化銅與硫酸反應(yīng)．所以，為了確定該黑色固體的成分，同學們進行了如下探究活動為：取少量反應(yīng)后的試管①中的固體于潔凈試管內(nèi)，滴入稀硫酸，微熱．若無現(xiàn)象，則該黑色固體是木炭；若黑色粉末溶解，溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色，則該黑色固體是氧化銅；
（4）由于在高溫時，碳能與氧化銅反應(yīng)中會產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳對大氣有污染．所以，圖乙中氣球的作用是：收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染．加入試管③可以有效地防止倒吸，防止試管炸裂．
故答為：（1）開始排出的是試管內(nèi)的空氣；
（2）C+2CuO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑（或CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O）；
（3）A黑色粉末溶解；B溶液由無色逐漸變?yōu)樗{色；
（4）收集尾氣，防止一氧化碳對大氣的污染；防倒吸．

點評 本題是對碳還原氧化銅的實驗和實驗操作的綜合考查，注意類似知識的遷移和靈活運用就能較快解答本題．