Question

【題目】興趣小組對“一氧化碳還原氧化銅”的實驗進行拓展研究。

（查閱資料）

Ⅰ．制取 CO 的方法：加熱碳酸鎂和鋅粉的混合物，反應(yīng)原理為：MgCO3+Zn==MgO+ZnO+CO↑Ⅱ．處理尾氣的方法：用氯化亞銅的氨水溶液吸收一氧化碳，溶液中會出現(xiàn)紅色固體。

（設(shè)計方案）根據(jù)上述資料設(shè)計如下實驗裝置(固定裝置略，裝置氣密性良好)：

（實驗步驟）

第一步：打開彈簧夾，通入一會兒氮氣；

第二步：關(guān)閉彈簧夾，點燃兩個酒精燈；

第三步：一段時間后，熄滅兩個酒精燈；

第四步：……

（實驗分析）

（1）實驗過程中，觀察到 B 處的實驗現(xiàn)象是________；

（2）C 處發(fā)生反應(yīng)的化學方程式是____________；

（3）D 處發(fā)生反應(yīng)的化學方程式為：2CuCl+2CO+2X═Cu2Cl2(CO)2·2H2O↓，其中 X 的化學式為____________

（4）第四步操作是：打開彈簧夾，再通入氮氣至____________。

（5）若 A 處有 mg MgCO3 參加反應(yīng)，實驗結(jié)束后 C 處生成 ng CaCO3，此時 D 裝置的溶液中有紅色固體析出，則 m 與 n 數(shù)量上的關(guān)系為____________。

Answer 1

【答案】黑色固體變成紅色 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O H2O 裝置冷卻到室溫 25m＞21n

【解析】

（1）根據(jù)一氧化碳的還原性分析；

（2）根據(jù)二氧化碳能與石灰水反應(yīng)的性質(zhì)分析；

（3）根據(jù)質(zhì)量守恒定律來分析；

（4）根據(jù)氮氣的性質(zhì)、防止液體倒吸的措施來分析；

（5）根據(jù)題干信息以及質(zhì)量守恒定律來分析。

（1）實驗過程中，可觀察到B處黑色粉末變紅，是因為一氧化碳和氧化銅反應(yīng)生成了二氧化碳和銅，故填：黑色粉末變紅；

（2）二氧化碳與氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學方程式為；故填：；

（3）由化學方程式可知，反應(yīng)前有：2個銅原子、2個氯原子、2個碳原子、2個氧原子和2個X分子；反應(yīng)后有：2個銅原子、2個氯原子、2個碳原子、4個氧原子、4個氫原子，所以2X中含有4個氫原子和2個氧原子，即X的化學式為H2O，故填：H2O；

（4）上述實驗步驟中，第一步的操作目的是排盡空氣，防止一氧化碳和空氣混合時可能發(fā)生爆炸。停止加熱后，應(yīng)持續(xù)通入氮氣至玻璃管冷卻至室溫，以防液體倒吸炸裂玻璃管，故填：裝置冷卻至室溫；

（5）若A處有mg的 MgCO3參加反應(yīng)，C處生成ngCaCO3，實驗現(xiàn)象是D處溶液中出現(xiàn)紅色固體，這是因為D處溶液中出現(xiàn)紅色固體時，碳酸鎂和鋅反應(yīng)生成的一氧化碳一部分和氧化銅反應(yīng)生成了二氧化碳，一部分和氯化亞銅的氨水溶液反應(yīng)，而由，

，可知：

若84:100=m:n，即25m=21n時，碳酸鎂與鋅反應(yīng)生成的一氧化碳完全還原氧化銅生成了二氧化碳，二氧化碳全部被石灰水吸收生成碳酸鈣沉淀，若D處溶液中出現(xiàn)紅色固體，說明一氧化碳沒有完全與氧化銅反應(yīng)，這部分一氧化碳與用氯化亞銅的氨水溶液反應(yīng)，溶液中出現(xiàn)紅色固體。因此D處溶液中出現(xiàn)紅色固體時，說明25m＞21n。故填：25m＞21n。