Question

6．某校學(xué)生課外活動小組的同學(xué)設(shè)計如圖2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）按照如圖裝置進(jìn)行實驗時，首先進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性．
（2）B中的試劑是飽和碳酸氫鈉溶液，D中反應(yīng)的化學(xué)方程式為C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO．
（3）根據(jù)實驗中的E裝置中黑色固體變成紅色現(xiàn)象，可證明CO具有還原性，有關(guān)反應(yīng)的化學(xué)方程式是CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．
（4）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，高溫下水蒸氣與碳反應(yīng)生成H₂和CO，H₂也能還原CuO．
（5）若要根據(jù)裝置F中澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象確認(rèn)一氧化碳具有還原性，應(yīng)在圖1裝置D與E之間連接圖2中的②裝置（填序號）．

Answer 1

分析 本題是探究CO還原性的實驗設(shè)計題，利用C和CO₂反應(yīng)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(yīng)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，所以反應(yīng)流程為：裝置A：用鹽酸和石灰石制取二氧化碳，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(yīng)能除去氯化氫氣體且不和二氧化碳反應(yīng)，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，裝置B：除去二氧化碳中的氯化氫，裝置C：干燥CO₂，裝置D：碳和二氧化碳反應(yīng)制取一氧化碳，裝置E：一氧化碳能還原氧化銅，使其由黑色變?yōu)榧t色，推測CO的還原性，裝置F：澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象確認(rèn)一氧化碳具有還原性．
（1）該實驗?zāi)康氖翘骄恳谎趸�碳的還原性，所以應(yīng)保證整套實驗裝置不漏氣；
（2）實驗室用鹽酸和石灰石制取二氧化碳，該反應(yīng)放出的熱量導(dǎo)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；裝置D中選擇碳粉與CO₂與反應(yīng)生成CO；
（3）黑色的氧化銅被還原為銅，可間接推測CO具有還原性；
（4）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；
（5）碳和二氧化碳的反應(yīng)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(yīng)先把原來的二氧化碳除去．

解答 解：（1）本題是探究CO還原性的實驗設(shè)計題，利用C和CO₂反應(yīng)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，實驗主要對象是氣體，為保證實驗的順利進(jìn)行，首先需檢查裝置的氣密性，
故答案為：檢查裝置的氣密性；
（2）實驗室用鹽酸和石灰石制取二氧化碳，該反應(yīng)放出的熱量導(dǎo)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(yīng)能除去氯化氫氣體且不和二氧化碳反應(yīng)，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，裝置D中：C和CO₂反應(yīng)生成CO，方程式為：C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO，
故答案為：飽和碳酸氫鈉溶液；C+CO₂$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（3）利用E裝置中的黑色氧化銅變?yōu)榧t色，可知道氧化銅被還原為銅，推測CO具有還原性，反應(yīng)為：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，
故答案為：E裝置中黑色固體變成紅色；CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（4）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(yīng)生成還原性的H₂，H₂也能還原CuO，影響CO還原性的判斷，
故答案為：沒有除去氣體中的水蒸氣，高溫下水蒸氣與碳反應(yīng)生成H₂和CO，H₂也能還原CuO；
（5）和二氧化碳的反應(yīng)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(yīng)先把D出來的二氧化碳除去，再將一氧化碳?xì)怏w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(shè)計為載體考查了元素化合物的性質(zhì)，為高頻考點，側(cè)重于學(xué)生的分析能力和實驗?zāi)芰Φ目疾�，本題中注意點為：1．A裝置中制取的二氧化碳中含有氯化氫氣體，2．從D裝置中出來的氣體中含有二氧化碳，這兩處為易錯點，題目難度中等．