Question

某同學設計如圖所示的實驗裝置，進行一氧化碳還原氧化銅的實驗．試回答：
（1）該裝置存在的一個主要問題是

 

：改進措施是

 

 

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（2）實驗開始時，是先加熱氧化銅，還是先通入一氧化碳？

 

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（3）實驗過程中，圖中A處觀察到的實驗現(xiàn)象是

 

；A處發(fā)生反應的化學方程式為

 

；B處觀察到的實驗現(xiàn)象是

 

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（4）實驗過程中，一氧化碳和氧化銅反應不僅能生成銅，還可能生成中間產(chǎn)物氧化亞銅（一種暗紅色固體，化學式為Cu₂O）．如果要對反應后A處殘留固體的組成進行探究，試猜想殘留固體的組成有哪幾種可能？

 

．

Answer 1

分析：（1）在做有關(guān)氣體的實驗時，若該氣體有毒，一定要有尾氣處理裝置，以免污染大氣，本題中一氧化碳有毒，但無尾氣處理裝置；處理尾氣時，根據(jù)該氣體的性質(zhì)找出合理簡便的方法即可；
（2）該裝置中有空氣，為了避免新生成的銅又被氧氣氧化成氧化銅，所以要先通入一氧化碳一會兒以便把裝置中的空氣趕凈；
（3）氧化銅在加熱的條件下可以被一氧化碳還原為銅，同時生成二氧化碳，而氧化銅是黑色，銅是紅色，所以可以觀察到的現(xiàn)象是黑色的固體逐漸變成紅色的固體，澄清石灰水變渾濁；
（4）根據(jù)題意：還可能生成中間產(chǎn)物氧化亞銅，再根據(jù)化學反應進行的程度，可知有以下五種可能：全部為銅；銅和氧化銅的混合物；銅和氧化亞銅的混合物；氧化銅、氧化亞銅的混合物；銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物

解答：解：（1）一氧化碳有毒，應該有尾氣處理裝置，而本題無尾氣處理裝置，所以該實驗的問題是無尾氣處理裝置；
因為一氧化碳可以燃燒生成對大氣無污染的二氧化碳氣體，所以可以用燃燒的方法把一氧化碳處理掉．
故答案為：缺少尾氣處理裝置，而把一氧化碳直接排放到空氣中了．
在出氣口處添加一燃著的酒精燈，把未反應的一氧化碳燃燒掉（或在出氣口處套一氣球，用來收集未反應的一氧化碳）
（2）若不先通一氧化碳氣體，則該裝置中混有空氣，最后生成的銅在高溫條件下會又被氧氣氧化成氧化銅，所以在加熱之前要先通一會兒一氧化碳．
故答案為：先通入一氧化碳  
（3）黑色的氧化銅在高溫條件下可以被一氧化碳還原為紅色的銅，同時產(chǎn)生二氧化碳氣體，澄清石灰水變渾濁．
故答案為：黑色的固體逐漸變成紅色的固體   CuO+CO

△   .

Cu+CO₂ 澄清的石灰水變渾濁
（4）題意中說氧化亞銅是一種中間產(chǎn)物，根據(jù)反應進行的程度可以確定殘留固體有五種可能．
故答案為：全部為銅；銅和氧化銅的混合物；銅和氧化亞銅的混合物；氧化銅、氧化亞銅的混合物；銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物．

點評：該題（4）有一定的難度．根據(jù)化學反應進行的程度、反應的中間產(chǎn)物等信息，確定反應后的殘留固體有多種合理的可能（5種），這可以較好的考查學生對問題的綜合、全面、縝密的處理能力．