Question

3．木炭作為還原劑用于金屬冶煉已有幾千年歷史．某興趣小組的同學(xué)為了探究木炭在高溫條件下還原氧化銅所生成的氣體產(chǎn)物是什么，提出了猜想：
a．氣體產(chǎn)物可能是二氧化碳；
b．氣體產(chǎn)物可能是一氧化碳；
c．氣體產(chǎn)物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合氣體．
（1）如果猜想a成立，寫出氣體產(chǎn)物通入澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）如果猜想b成立，寫出木炭還原氧化銅反應(yīng)的化學(xué)方程式C+CuO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑．
（3）同學(xué)們設(shè)計了如下圖所示裝置（鐵架臺已略去），通過實驗探究氣體產(chǎn)物的成分．
實驗過程中觀察到A、E裝置中的澄清石灰水均變渾濁，C裝置中的澄清石灰水不變渾濁，由此可得出該氣體產(chǎn)物的成分為CO₂、CO（或“二氧化碳和一氧化碳”）．

（4）有同學(xué)提出：從簡約裝置、節(jié)約實驗藥品的角度出發(fā)，上圖裝置可進(jìn)行改進(jìn)，去掉A、B、C裝置，用如圖所示的裝置同樣可以探究出該氣體產(chǎn)物的成分．請你寫出其實驗操作過程（寫出操作步驟，不需要寫出現(xiàn)象和結(jié)論）點燃酒精燈給CuO加熱，觀察黑色粉末CuO是否變紅，（確定CO是否存在）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁進(jìn)行判斷；
（2）熟記題目假設(shè)的是猜想b成立，也就是木炭還原氧化銅生成了CO；
（3）根據(jù)二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁的特點和一氧化碳與氧化銅反應(yīng)的現(xiàn)象，進(jìn)行判斷；
（4）先驗證生成氣體中有二氧化碳，再驗證有一氧化碳；

解答 解：
（1）因二氧化碳遇澄清石灰水變渾濁，故氣體產(chǎn)物通入澄清石灰水反應(yīng)后的產(chǎn)物為碳酸鈣．反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）由于題目假設(shè)是猜想b成立，也就是木炭還原氧化銅生成了CO，所以對應(yīng)的木炭還原氧化銅的化學(xué)反應(yīng)式是：C+CuO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑．故答案為：C+CuO $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑．
（3）因二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，所以A中石灰水是確認(rèn)原混合氣體中是否存在CO₂；經(jīng)過B裝置后，氫氧化鈉溶液可以吸收二氧化碳，C中石灰水是確認(rèn)CO₂是否已經(jīng)被除盡，排除二氧化碳對下面實驗的干擾．而E裝置中的澄清石灰水變渾濁，則為一氧化碳還原氧化銅生成的二氧化碳的作用；
故答為：二氧化碳和一氧化碳的混合氣體．
（4）從簡約裝置、節(jié)約實驗藥品的角度出發(fā)，上圖裝置可進(jìn)行改進(jìn)，去掉A、B、C裝置，用如圖所示的裝置同樣可以探究出該氣體產(chǎn)物的成分．故答為：開始時緩緩?fù)ㄈ霘怏w產(chǎn)物，觀察現(xiàn)象；過一段時間后再加熱，觀察黑色粉末CuO是否變紅（確定CO是否存在）．
答案：
（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）C+CuO+$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$Cu+CO↑；
（3）CO₂、CO（或“二氧化碳和一氧化碳”） 
（4）點燃酒精燈給CuO加熱，觀察黑色粉末CuO是否變紅，（確定CO是否存在）．

點評 本題為綜合實驗題，考查知識面廣，要求學(xué)生審題仔細(xì)，能把所學(xué)知識系統(tǒng)化，有發(fā)散思維能力，知識歸納能力，平時要加強(qiáng)練習(xí)．