Question

某校化學(xué)課外小組的同學(xué)利用如圖儀器或裝置做CO還原CuO的實驗．查詢資料可知：甲酸（HCOOH）通常是一種無色易揮發(fā)的液體，它在濃硫酸存在時發(fā)生如下反應(yīng)：HCOOH

H2SO4  .

CO↑+H₂O（反應(yīng)時放出熱量）請回答下列問題：（1）選擇上述裝置組裝CO的制備，凈化，氧化銅的還原及氣體產(chǎn)物的檢驗的使用裝置圖．各儀器連接的接口順序：

 

接

 

，

 

接

 

，

 

接

 

（填接口字母）．從環(huán)保角度思考上述裝置還應(yīng)該改進(jìn)的最簡單措施是

 

．
（2）實驗可在酒精燈火焰上罩的作用是

 

；酒精燈對CuO加熱溫度可達(dá)500-600℃，若要提高反應(yīng)溫度，還可選用的加熱儀器為

 

．
（3）已知CuO和CO進(jìn)行加熱完全反應(yīng)，且還原產(chǎn)物為單一產(chǎn)物，為探究其產(chǎn)物的成分，某同學(xué)提出了如下假設(shè)，假設(shè)1：還原產(chǎn)物為

 

；假設(shè)2：還原產(chǎn)物為Cu₂O（已知：CuO+2H+═Cu+Cu₂++H₂O）．
（4）該同學(xué)通過測定反應(yīng)前后固體的質(zhì)量計算得出結(jié)論為假設(shè)2正確．請你設(shè)計一個簡單實驗證明之．可供選擇的試劑：稀硫酸，稀硝酸，KMnO₄溶液，NaOH溶液，KSCN溶液．
（5）若某同學(xué)測得固體質(zhì)量為16.0g充分反應(yīng)后固體質(zhì)量為14.4g則還原產(chǎn)物是

 

．

實驗步驟（不要寫出具體操作過程）	預(yù)期實驗現(xiàn)象與結(jié)論

Answer 1

考點：性質(zhì)實驗方案的設(shè)計

專題：實驗設(shè)計題

分析：（1）依據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)及條件選擇氣體發(fā)生裝置，從石灰水及氫氧化鈉溶液的吸收能力分析吸收甲酸的效果即可，CO還原CuO的氣體產(chǎn)物是二氧化碳，一般用石灰水進(jìn)行檢驗，檢驗的氣體一般是從長管進(jìn)入洗氣瓶．
（2）酒精燈火焰上罩的作用分析；
（3）根據(jù)CO還原CuO的產(chǎn)物分析；
（4）依據(jù)Cu₂O的化學(xué)性質(zhì)對其進(jìn)行處理即可；
（5）反應(yīng)中氧化銅還原為銅，質(zhì)量減輕，運用差量法可求出還原產(chǎn)物．

解答： 解：（1）因甲酸、濃硫酸都為液態(tài)，液夜混合，應(yīng)該選擇②裝置．氫氧化鈉溶液、氫氧化鈣溶液都能夠吸收CO中混有的少量甲酸氣體，但是氫氧化鈉溶液的吸收能力比氫氧化鈣溶液強．需要檢驗的氣體應(yīng)從長管D進(jìn)入，短管C導(dǎo)出，然后接入G，還原CuO，從H出來接入F，檢驗產(chǎn)物CO₂；尾氣CO有毒，需要點燃，不能直接排入大氣；
故答案為：B接D，C接G，H接F，將尾氣點燃；
（2）在酒精燈火焰上罩，可以使火力更集中，提高溫度；若需要更高的溫度，可以選擇酒精噴燈；
故答案為：使火力更集中，提高溫度；酒精噴燈；
（3）根據(jù)反應(yīng)CuO+CO═Cu+CO₂，可知另一種還原產(chǎn)物可能為Cu；
故答案為：Cu；
（4）依據(jù)Cu₂O的化學(xué)性質(zhì)，取少量固體于試管中，滴加稀硫酸，生成硫酸銅，固體溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，則證明固體為Cu₂O；
故答案為：取少量固體于試管中，滴加稀硫酸；固體溶解，溶液變?yōu)樗{(lán)色，則證明固體為Cu₂O；
（5）根據(jù)關(guān)系式，運用差量法解題，
2CuO→△m 
160               x
16.0g           16.0g-14.4g                    

160

16.0g

=

x

16.0g-14.4g

，x=16，故還原產(chǎn)物為Cu₂O，
故答案為：Cu₂O．

點評：本題考查CO還原CuO的實驗，注意差量法在判斷產(chǎn)物中的巨大作用，難度中等．