Question

20．某化學(xué)小組利用如圖1所示裝置（部分裝置已略去）探究碳和碳的氧化物的性質(zhì)．

（1）若X為一氧化碳，Y為氧化銅粉末．打開K，先緩緩?fù)ㄈ胍谎趸�碳，一短時(shí)間后加熱硬質(zhì)玻璃管甲，待反應(yīng)完全后停止加熱，仍繼續(xù)通入一氧化碳直到甲冷卻，防止生成的物質(zhì)再被氧化．

裝置	現(xiàn)象	化學(xué)方程式
甲	黑色粉末變?yōu)榧t色	3CO+Fe2O3 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
乙	澄清石灰水變渾濁	CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O

（2）上述操作中，打開K后若先加熱后通入一氧化碳，后果是可能發(fā)生爆炸，裝置中需要進(jìn)一步完善的地方是該實(shí)驗(yàn)需要對尾氣進(jìn)行處理．
（3）若Y是由氧化銅和足量木炭粉組成的混合物，利用如圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并對生成氣體的成分進(jìn)行探究．
【提出問題】生成的氣體中是否含有一氧化碳？
【實(shí)驗(yàn)探究】①關(guān)閉K，加熱甲至一定溫度使反應(yīng)發(fā)生．
②在a導(dǎo)管處連接氣體收集裝置，可以用如圖2裝置中C（填序號(hào)）收集氣體．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】③當(dāng)乙和丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象為渾濁、變?yōu)榧t色時(shí)，則證明生成的氣體中一定含有一氧化碳．
【實(shí)驗(yàn)拓展】④通過上述實(shí)驗(yàn)總結(jié)CO和CO₂的性質(zhì)．CO：難溶于水、還原性；CO₂：能溶于水、與石灰水反應(yīng)．
⑤分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生一氧化碳的原因碳在高溫下，不但能跟金屬氧化物反應(yīng)，奪取其中的氧，生成二氧化碳；還能奪取二氧化碳中的氧，生成一氧化碳．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)一氧化碳具有還原性和毒性，能和氧化銅反應(yīng)生成鐵和二氧化碳進(jìn)行解答；根據(jù)乙中的澄清石灰水出現(xiàn)了白色渾濁，說明生成二氧化碳進(jìn)行解答；
（2）考慮一氧化碳的可燃性和毒性；
（3）根據(jù)氧化銅和足量木炭粉，在高溫下，不但能跟金屬氧化物反應(yīng)，奪取其中的氧，生成二氧化碳；還能奪取二氧化碳中的氧，生成一氧化碳．

解答 解：
（1）一氧化碳具有還原性，能和氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，故其化學(xué)方程式為3CO+Fe₂O₃ $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；乙中的澄清石灰水出現(xiàn)了白色渾濁，說明生成二氧化碳，二氧化碳和澄清石灰水反應(yīng)生成碳酸鈣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）操作中，打開K后若先加熱后通入一氧化碳，后果是可能發(fā)生爆炸，裝置中需要進(jìn)一步完善的地方是該實(shí)驗(yàn)需要對尾氣進(jìn)行處理；
（3）若Y是由氧化銅和足量木炭粉組成的混合物，則：
【實(shí)驗(yàn)探究】由于一氧化碳的密度小于水的密度，可通過右邊長導(dǎo)管將氫氧化鈉排出，將氣體收集在集氣瓶中，所以，最為合理裝置是c．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】③因?yàn)檠b置乙和丙中分別為澄清石灰水，紫色石蕊溶液，故當(dāng)乙和丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象為 渾濁、變?yōu)榧t色時(shí)，則證明生成的氣體中一定含有一氧化碳．
【實(shí)驗(yàn)拓展】④通過上述實(shí)驗(yàn)總結(jié)CO和CO₂的性質(zhì)，分別為：
CO的性質(zhì)為：難溶于水、還原性；CO₂的性質(zhì)為：能溶于水、與石灰水反應(yīng)．
⑤分析實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生一氧化碳的原因碳在高溫下，不但能跟金屬氧化物反應(yīng)，奪取其中的氧，生成二氧化碳；還能奪取二氧化碳中的氧，生成一氧化碳．
故答案為：
（1）

裝置	現(xiàn)象	化學(xué)方程式
甲		3CO+Fe2O3 $\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2
乙		CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O

（2）可能發(fā)生爆炸，該實(shí)驗(yàn)需要對尾氣進(jìn)行處理．
（3）【實(shí)驗(yàn)探究】②C．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】③渾濁、變?yōu)榧t色．
【實(shí)驗(yàn)拓展】④難溶于水、還原性； 能溶于水、與石灰水反應(yīng)．
⑤碳在高溫下，不但能跟金屬氧化物反應(yīng)，奪取其中的氧，生成二氧化碳；還能奪取二氧化碳中的氧，生成一氧化碳．

點(diǎn)評 此類題目主要對煉鐵的實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、操作步驟、尾氣處理、裝置連接及實(shí)驗(yàn)分析與評價(jià)等方面進(jìn)行考查．熟練掌握該實(shí)驗(yàn)的反應(yīng)原理以及實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是解決此類問題的關(guān)鍵．