为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么,课外兴趣小组进行了如下实验探究:
(提出问题)生成的气体产物是什么?
①(实验猜想)猜想1:只有CO2;
猜想2:只有_____(填化学式);
猜想3:含有CO和CO2。
若猜想1成立,木炭与氧化铜反应的化学方程式为_____。
②(实验探究)基于猜想3,根据CO和CO2的性质,兴趣小组同学设计了如图装置进行探究。
(提示:NaOH溶液能吸收CO2)
(Ⅰ)观察到A装置中的澄清石灰水变浑浊,证明气体产物中有CO2,A装置中的化学方程式是_____。
(Ⅱ)有两种实验现象都能分别证明气体产物中含有CO。
现象1:C装置中澄清石灰水_____,E装置中出现浑浊的现象。
现象2:D装置中出现_____的现象。
(Ⅲ)C装置的作用是_____。
(Ⅳ)图中气球的作用是_____。
(实验结论)通过实验探究,猜想3成立。
CO C + 2CuO 2Cu+ CO2 ↑ CO2+Ca(OH)2 "CaCO3↓+H2O 不浑浊(或无明显变化) 固体从黑色变红色 检验二氧化碳气体是否除尽 收集尾气,防止一氧化碳对大气的污染。
【解析】
①根据碳的氧化物结合题意分析解答;根据木炭与氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳解答;②(Ⅰ)二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水;(Ⅱ)根据装置特点分析解答;(Ⅲ)根据B中氢氧化钠溶液能吸收二氧化碳解答;(Ⅳ)根据CO有毒分析解答。①猜想2:只有CO;木炭与氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳,该反应的化学方程式为C+2CuO2Cu+CO2↑;②(Ⅰ)二氧化碳与澄清石灰水反应生成碳酸钙沉淀和水,该反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2 "CaCO3↓+H2O;(Ⅱ)装置B将混合气体的二氧化碳吸收完,C中澄清石灰水无明显变化,CO将玻璃管内的CuO还原成铜(黑色物质变成红色),同时生成二氧化碳,二氧化碳使E中澄清石灰水变浑浊。现象1:C装置中澄清石灰水无明显变化,E装置中出现浑浊的现象;现象2:D装置中出现固体从黑色变红色的现象;(Ⅲ)C装置的作用是检验装置B是否将二氧化碳气体除尽;(Ⅳ)图中气球的作用是收集尾气,防止一氧化碳对大气的污染。
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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