Question

某研究小組設(shè)計(jì)如圖裝置分離CO和CO₂的混合氣體并探究CO還原氧化銅的產(chǎn)物和過(guò)氧化鈉的性質(zhì)．已知氯化鈀（PdCl₂）溶液遇CO氣體會(huì)產(chǎn)生黑色沉淀（金屬單質(zhì)）．夾持裝置未畫(huà)出．

（1）試劑X、Y的焰色反應(yīng)均呈黃色，則X、Y可能是

 

、

 

．
（2）連接裝置、檢驗(yàn)氣密性并裝好藥品后，關(guān)閉分液漏斗活塞和K₃，打開(kāi)K₁、K₂，分離出CO，當(dāng)觀察到

 

現(xiàn)象時(shí)，可對(duì)C裝置進(jìn)行加熱操作，反應(yīng)產(chǎn)物為紅色固體．
（3）查詢資料獲得以下信息：①Cu₂O為紅色固體；②常溫下，Cu²⁺在溶液中穩(wěn)定，Cu⁺易在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：2Cu⁺=Cu²⁺+Cu．甲、乙兩組同學(xué)取上述紅色固體（用M代表）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，探究其成分：

組別	實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)	結(jié)  論
甲	①向a g M中加入一定量稀硫酸，充分?jǐn)嚢瑁?br />②繼續(xù)滴加稀硫酸至過(guò)量，充分反應(yīng)．	①固體明顯減少； ②仍然有一定量固體，溶液呈藍(lán)色	①M(fèi)中一定有Cu2O； ②M中一定有Cu．
乙	①將甲實(shí)驗(yàn)后所得溶液過(guò)濾 ②將濾渣洗滌、干燥、稱量	濾渣質(zhì)量為 a 2 g	M為Cu和Cu2O的混合物

（i）乙組同學(xué)認(rèn)為甲組同學(xué)所得結(jié)論不可靠，其理由是

 

．
（ii）甲組同學(xué)配合乙組同學(xué)進(jìn)行了計(jì)算，認(rèn)為乙組同學(xué)的結(jié)論是正確的，并得出M中Cu和Cu₂O的物質(zhì)的量之比是

 

．
（4）C裝置反應(yīng)結(jié)束后，欲從混合氣體中分離出CO₂，需進(jìn)行的主要操作是

 

．實(shí)驗(yàn)過(guò)程中D裝置產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式為

 

．
（5）Z試劑為混有KI的苯溶液，則E裝置中可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)

專題：實(shí)驗(yàn)題

分析：由流程可知，從K₁將CO和CO₂的混合氣體通過(guò)A，關(guān)閉分液漏斗活塞和K₃，Y可吸收二氧化碳反應(yīng)，打開(kāi)K₁、K₂，CO與氧化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可驗(yàn)證CO的還原性，氯化鈀（PdCl₂）溶液遇CO氣體會(huì)產(chǎn)生黑色沉淀，則F中出現(xiàn)沉淀，說(shuō)明CO充滿裝置，然后可加熱；C裝置反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉K₁、K₂，打開(kāi)K₃和分液漏斗活塞，加X(jué)可與碳酸鹽反應(yīng)生成氣體二氧化碳，D中生成沉淀為氫氧化鋁，則B中發(fā)生二氧化碳與過(guò)氧化鈉的反應(yīng)生成氧氣，所以Z中的KI可被氧化生成碘單質(zhì)，溶解在苯中為紫紅色，G中的堿液可防止空氣的二氧化碳進(jìn)入裝置，以此來(lái)解答．

解答： 解：由流程可知，從K₁將CO和CO₂的混合氣體通過(guò)A，關(guān)閉分液漏斗活塞和K₃，Y可吸收二氧化碳反應(yīng)，打開(kāi)K₁、K₂，CO與氧化銅發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可驗(yàn)證CO的還原性，氯化鈀（PdCl₂）溶液遇CO氣體會(huì)產(chǎn)生黑色沉淀，則F中出現(xiàn)沉淀，說(shuō)明CO充滿裝置，然后可加熱；C裝置反應(yīng)結(jié)束后，關(guān)閉K₁、K₂，打開(kāi)K₃和分液漏斗活塞，加X(jué)可與碳酸鹽反應(yīng)生成氣體二氧化碳，D中生成沉淀為氫氧化鋁，則B中發(fā)生二氧化碳與過(guò)氧化鈉的反應(yīng)生成氧氣，所以Z中的KI可被氧化生成碘單質(zhì)，溶解在苯中為紫紅色，G中的堿液可防止空氣的二氧化碳進(jìn)入裝置，
（1）試劑X、Y的焰色反應(yīng)均呈黃色，均含Na元素，X顯酸性，Y顯堿性，則X為NaHSO₄，Y為NaOH，故答案為：NaHSO₄；NaOH；
（2）CO不純時(shí)加熱發(fā)生爆炸，則F裝置中出現(xiàn)少量黑色沉淀，CO充滿裝置可加熱C裝置，故答案為：F裝置中出現(xiàn)少量黑色沉淀；
（3）（i）甲的實(shí)驗(yàn)中M可能只含Cu₂O，因Cu₂O在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)會(huì)生成Cu，同時(shí)生成硫酸銅溶液，則實(shí)驗(yàn)結(jié)論不可靠，
故答案為：Cu₂O在酸性條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)會(huì)生成Cu，同時(shí)生成硫酸銅溶液；
（ii）agM固體，加硫酸反應(yīng)后濾渣質(zhì)量為

a

2

g，則Cu和Cu₂O分別為xmol、ymol，
Cu⁺易在酸性條件下發(fā)生反應(yīng)：2Cu⁺=Cu²⁺+Cu，則

64x+160y=a 64x+64y= a 2

，解得x：y=1：2，故答案為：1：2；
（4）由上述分析可知，欲從混合氣體中分離出CO₂，需進(jìn)行的主要操作是關(guān)閉K₁、K₂，打開(kāi)K₃和分液漏斗活塞；D裝置產(chǎn)生白色沉淀的離子方程式為2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-，
故答案為：關(guān)閉K₁、K₂，打開(kāi)K₃和分液漏斗活塞；2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；
（5）Z中的KI可被氧化生成碘單質(zhì)，溶解在苯中為紫紅色，則E裝置中可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是溶液分層，上層呈現(xiàn)紫紅色，故答案為：溶液分層，上層呈現(xiàn)紫紅色．

點(diǎn)評(píng)：本題考查性質(zhì)實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)，為高頻考點(diǎn)，把握流程圖中裝置的作用、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)為解答的關(guān)鍵，注意A實(shí)現(xiàn)分離CO和CO₂的混合氣體，側(cè)重物質(zhì)性質(zhì)及分析能力、計(jì)算能力的綜合考查，題目難度中等．