某化学课外兴趣小组成员甲、乙、丙三位同学在学习了木炭还原氧化铜的实验后,提出如下问题:“木炭与一氧化铅(化学式为PbO)反应生成铅的同时产生的气体一定全部为二氧化碳吗?”请你和他们一起对产物中气体的成分进行研究,并回答有关问题。
(1)【猜想】:甲同学认为:反应产生的气体全部为二氧化碳。
乙同学认为:反应产生的气体全部为一氧化碳。
丙同学认为:反应产生的气体既有二氧化碳又有一氧化碳。
(2)【设计实验】:根据各自的猜想,他们共同设计了实验(如图示),(他们在实验中进行了规范操作和细致的观察)。
(3)【现象与结论】:(提示:CO会使新鲜鸡血变色)
如果甲同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是_____________________________;
如果乙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是_____________________________;
如果丙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是_____________________________。
(4)此实验装置有不足之处,请你对该装置进行改进,具体措施是_____________。
(5)根据上述实验及学习的木炭与CuO、Fe2O3的反应,请你归纳出单质碳的一项重要用途是_______________________________________。
石灰水变浑浊,鸡血颜色不变 石灰水无明显变化,鸡血颜色发生变化 石灰水变浑浊,鸡血颜色发生变化 在装置C的出气口接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯(或在装置C的出气口用气球或塑料袋收集尾气) 冶炼金属
【解析】
(3)根据一氧化碳和二氧化碳的性质可知,二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,而不能使鸡血变色,一氧化碳能使鸡血变色,而不能使澄清石灰水变浑浊:所以如果甲同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是石灰水变浑浊,鸡血颜色不变;如果乙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是:石灰水无明显变化,鸡血颜色发生变化;如果丙同学猜想正确,装置B、C中的实验现象是:石灰水变浑浊,鸡血颜色发生变化;(4)一氧化碳是一种有毒的气体,所以在使用一氧化碳时必须有尾气处理装置,可在装置C的出气口接一个尖嘴玻璃管和燃着的酒精灯(或在装置C的出气口用气球或塑料袋收集尾气); (5)木炭能还原CuO、Fe2O3等,所以碳具有还原性,可用于冶炼金属。
氧化铜自身具有氧化性,我们可以用氢气还原氧化铜。
灼热的氧化铜可以和氢气(H2)、碳(C)、一氧化碳(CO)等具有还原性物质反应,生成铜+X(氧化物)。
a)原理:H2 + CuOCu + H2O。
b)装置:
c)现象:试管中黑色粉末变成亮红色,试管口有液滴出现。
d)注意事项;
①试管口略向下,防止水分流入试管底部。
②先通氢气,排净小试管内的空气后再加热。
③黑色氧化铜全部转变为红色铜后,先移开酒精灯,继续
通氢气,待试管冷却至室温,方可移去导气管,停止通气。
原理 | H2+CuOH2O+Cu |
装置 | |
步骤 | ①先通氢气(直到盛氧化铜的试管内充满纯净的氢气) ②后点燃洒精灯加热 ③先熄灭洒精灯停止加热(当出现明显的实验现象后) ④后停止通氢气(等试管冷却后再停止) 简单记忆为“氢气早来晚走,酒精灯迟到早退” |
现象 | ①黑色氧化铜变成光亮红色 ②试管口处有小水珠 |
注意事项 | ①通氢气的导管必须伸入试管底部,保证与氧化铜充分反应 ②必须先通氢气后加热,否则可能会发生爆炸 ③停止加热后必须等试竹冷却后再停止通氢气,否则铜可能会重新被氧化 |
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