Question

【題目】某化學(xué)小組用下圖所列裝置(固定裝置略)驗(yàn)證CO能還原CuO，并探究其還原產(chǎn)物的組成。

請(qǐng)回答：

（1）按氣流方向，各裝置從左到右的連接順序?yàn)椋?/span>

i→______________________________________尾氣處理(填儀器接口的字母編號(hào))。

（2）說(shuō)明CO能還原CuO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為___________________________。

（3）該實(shí)驗(yàn)處理尾氣的方法為___________________________。

（4）若去掉B裝置，可能產(chǎn)生的影響為___________________________。

（5）將各裝置按正確的順序連接后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。當(dāng)反應(yīng)結(jié)束后，F處硬質(zhì)玻璃管中的固體全部變?yōu)榧t色。

[查閱資料]Cu和Cu2O均為紅色；Cu2O在酸性溶液中能生成Cu和Cu2＋。

[提出猜想]紅色固體的成分可能為：①Cu；②Cu2O；③________。

[實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證]該小組為驗(yàn)證上述猜想，分別取少量紅色固體放入試管中，進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)編號(hào)	操作	現(xiàn)象
a	加入足量稀硝酸，振蕩	試管內(nèi)紅色固體完全溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，并有無(wú)色氣體產(chǎn)生
b	加入足量稀硫酸，振蕩	試管內(nèi)有紅色固體，溶液為無(wú)色

[實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，不能確定紅色固體成分的實(shí)驗(yàn)是________(填實(shí)驗(yàn)編號(hào))，理由為_________(用化學(xué)方程式表示)。

[實(shí)驗(yàn)結(jié)論]根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可知紅色固體的成分為________(填化學(xué)式)。

Answer 1

【答案】cdgh(或hg)abjk(或kj)fe F處硬質(zhì)玻璃管中的黑色固體變?yōu)榧t色，C處澄清石灰水變渾濁 點(diǎn)燃燒掉或用氣囊收集 NaHCO3分解產(chǎn)生的水蒸氣高溫能與碳粉反應(yīng)生成H2，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾 Cu和Cu2O a 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3Cu2O＋14HNO3(稀)＝6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O Cu

【解析】

（1）碳酸氫鈉加熱分解生成CO2，干燥后CO2和碳反應(yīng)生成CO，通過(guò)堿石灰除去剩余的二氧化碳后進(jìn)入裝置F中，CO還原CuO，生成的CO2用石灰水檢驗(yàn)，剩余的CO需要進(jìn)行處理，據(jù)此可以判斷裝置的連接順序。

（2）CO還原CuO生成紅色的銅和能使澄清石灰水變渾濁的二氧化碳。

（3）CO不能被溶液吸收，所以處理方法為點(diǎn)燃燒掉或用氣囊收集。

（4）B裝置可以除去二氧化碳中的水蒸氣，若水蒸氣進(jìn)入D中，和碳反應(yīng)生成H2，也可以和氧化銅反應(yīng)。

（5）Cu和Cu2O均為紅色，都可以被硝酸氧化，但Cu2O在稀硫酸中能生成Cu和Cu2＋，而銅不和稀硫酸反應(yīng)。

（1）驗(yàn)證CO能還原CuO，并探究其還原產(chǎn)物的組成，利用的原理是一氧化碳還原氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，驗(yàn)證生成的二氧化碳用澄清石灰水，生成的產(chǎn)物為紅色固體。先制備純凈的一氧化碳，依據(jù)裝置圖可知，裝置E加熱分解生成二氧化碳和水蒸氣，通過(guò)裝置B吸收水蒸氣，通過(guò)裝置D二氧化碳和碳反應(yīng)生成一氧化碳，通過(guò)裝置A中的堿石灰除去未反應(yīng)的二氧化碳?xì)怏w，得到純凈的一氧化碳?xì)怏w，通過(guò)裝置F加熱發(fā)生反應(yīng)，生成的氣體二氧化碳通過(guò)裝置C中的澄清石灰水檢驗(yàn)，最后剩余一氧化碳?xì)怏w不能排放到空氣中，需要收集或點(diǎn)燃進(jìn)行尾氣處理，按氣流方向，各裝置從左到右的連接順序?yàn)?/span>icdgh(或hg)abjk(或kj)fe；

（2）上述分析可知說(shuō)明CO能還原CuO的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為F處硬質(zhì)玻璃管中的黑色固體變?yōu)榧t色，C處澄清石灰水變渾濁；

（3）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中生成的尾氣為一氧化碳，一氧化碳?xì)怏w有毒不能排放到空氣，該實(shí)驗(yàn)處理尾氣的方法為點(diǎn)燃燒掉或用氣囊收集；

（4）B裝置是吸收生成的水蒸氣，若去掉B裝置，NaHCO3分解產(chǎn)生的水蒸氣進(jìn)入裝置D，高溫能與碳粉反應(yīng)生成H2 ，對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾；

（5）Cu和Cu2O均為紅色，所以紅色固體的成分可能為：①Cu；②Cu2O；③Cu和Cu2O的混合物；Cu2O在酸性溶液中能生成Cu和Cu2+，分別取少量紅色固體放入試管中，加入足量稀硝酸、振蕩，試管內(nèi)紅色固體完全溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，說(shuō)明生成了銅離子，并有無(wú)色氣體產(chǎn)生證明為一氧化氮，但銅和氧化亞銅都可以和硝酸發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，3Cu2O+14HNO3(稀)=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O，a實(shí)驗(yàn)不能確定紅色固體成分；加入足量稀硫酸、振蕩，試管內(nèi)有紅色固體，溶液不變色證明無(wú)氧化亞銅，紅色固體為銅。