Question

20．某化學小組利用如圖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，先緩緩通入一氧化碳，一短時間后加熱硬質(zhì)玻璃管甲，待反應完全后停止加熱，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，裝置中需要進一步完善的地方是該實驗需要對尾氣進行處理．
（3）若Y是由氧化銅和足量木炭粉組成的混合物，利用如圖裝置進行實驗，并對生成氣體的成分進行探究．
【提出問題】生成的氣體中是否含有一氧化碳？
【實驗探究】①關(guān)閉K，加熱甲至一定溫度使反應發(fā)生．
②在a導管處連接氣體收集裝置，可以用如圖2裝置中C（填序號）收集氣體．
【實驗結(jié)論】③當乙和丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象為渾濁、變?yōu)榧t色時，則證明生成的氣體中一定含有一氧化碳．
【實驗拓展】④通過上述實驗總結(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．
⑤分析實驗中產(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，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，能和氧化銅反應生成鐵和二氧化碳進行解答；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，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，能和氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳，故其化學方程式為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生成碳酸鈣和水，反應的化學方程式為：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，裝置中需要進一步完善的地方是該實驗需要對尾氣進行處理；
（3）若Y是由氧化銅和足量木炭粉組成的混合物，則：
【實驗探究】由于一氧化碳的密度小于水的密度，可通過右邊長導管將氫氧化鈉排出，將氣體收集在集氣瓶中，所以，最為合理裝置是c．
【實驗結(jié)論】③因為裝置乙和丙中分別為澄清石灰水，紫色石蕊溶液，故當乙和丙中出現(xiàn)的現(xiàn)象為 渾濁、變?yōu)榧t色時，則證明生成的氣體中一定含有一氧化碳．
【實驗拓展】④通過上述實驗總結(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．
⑤分析實驗中產(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，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，該實驗需要對尾氣進行處理．
（3）【實驗探究】②C．
【實驗結(jié)論】③渾濁、變?yōu)榧t色．
【實驗拓展】④難溶于水、還原性； 能溶于水、與石灰水反應．
⑤碳在高溫下，不但能跟金屬氧化物反應，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．

點評 此類題目主要對煉鐵的實驗原理、實驗現(xiàn)象、操作步驟、尾氣處理、裝置連接及實驗分析與評價等方面進行考查．熟練掌握該實驗的反應原理以及實驗注意事項是解決此類問題的關(guān)鍵．