Question

某研究性学习小组设计并进行了如下实验．
（1）甲组同学用图装置制取干燥纯净的二氧化碳气体．请回答下列问题：
①仪器X的名称是

长颈漏斗

；有孔塑料隔板上的固体物质为

石灰石或大理石

（填名称）．
②实验前，关闭活塞，向X中加入水使X中液面高于试管中的液面，一段时间后液面保持不变说明

装置气密性良好

．
③为除去CO₂中混有的HCl气体，B装置中盛放饱和NaHCO₃溶液，写出该反应的化学方程式：

NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑

．要得到干燥的CO₂，C装置应盛放

浓硫酸

（填“试剂名称”）．
④装置B、C中所装试剂的顺序不可以颠倒，理由是：

若颠倒的话，出来的气体就不干燥了

．
（2）乙组同学围绕C还原CuO产生的红色固体是否一定是Cu进行探究．
查阅资料：①在空气中高温灼烧时，CuO会分解生成Cu₂O；Cu₂O粉末呈红色，在高温下性质稳定；②Cu₂O在酸性溶液中不稳定，如在稀硫酸中：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O．
提出猜想：
猜想Ⅰ：红色固体是Cu；    
猜想Ⅱ：红色固体是Cu₂O；
猜想Ⅲ：红色固体是

Cu₂O和Cu的混合物

．
实验探究：同学们又分为两组，分别进行以下实验：
①第一组同学取一定质量的红色固体a g，在空气中高温灼烧，直到质量不再发生改变，
称量所得固体质量为b g．并进行数据分析：若a=b，则猜想

Ⅱ

成立；
若b＞a，则说明红色固体中一定含有

Cu

物质．
②第二组同学没有用测量质量的方法也得出了红色固体中含有Cu₂O的结论．该同学设计的实验方法是

取样，加入稀硫酸，若溶液变蓝，则含Cu₂O

．（写出“实验操作、现象和结论”）
解释与结论：根据实验探究，可知C还原CuO时除了发生2CuO+C

高温  .

2Cu+CO₂↑的反应外，还可能发生的化学反应方程式：

4CuO+C

高温  .

CO₂↑+2Cu₂O

．
拓展延伸：同学们又就Cu₂O是否具有氧化性展开了讨论，请你设计实验方案：

取样于玻璃管中，通入CO，加热，将产生的气体通入澄清的石灰水，若浑浊，则证明有氧化性

．
实验反思：通过以上实验探究，你对“问题的发现与解决”有何认识？

认真分析，通过实验证明

．

Answer 1

分析：（1）①根据仪器的名称和制取二氧化碳的药品分析；②根据具有气密性的方法分析；③根据方程式的书写及浓硫酸的特性分析；④根据调换后产生的后果分析；
（2）猜想Ⅰ：根据两种物质都有考虑；①根据铜、氧化亚铜高温煅烧后质量的该变量考虑；②根据氧化亚铜与硫酸反应的现象分析；
解释与结论：根据实验探究的几种可能性写出方程式；
拓展探究：根据氧化性的定义及作用设计方案．

解答：解：（1）①是长颈漏斗；实验室制取二氧化碳需要石灰石或大理石和稀盐酸反应，故隔板上应该放置石灰石或大理石；
②关闭活塞，向X中加入水使X中液面高于试管中的液面，一段时间后液面保持不变说明A装置不漏气，注意在制取气体前必须先检查装置的气密性，否则由于漏气收集不到气体；
③气体通过B装置时发生反应的反应物是碳酸氢钠和盐酸，生成物是氯化钠、水和二氧化碳，反应的方程式为：NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑；由于浓硫酸具有吸水性，所以要得到干燥的CO₂，通过浓硫酸即可；
④若将气体干燥后再通过饱和NaHCO₃溶液，由于碳酸氢钠溶液中含有水，所以又有水蒸气带出了；
（2）猜想Ⅰ：红色固体可能是Cu，可能是Cu₂O，再有一种可能就是二者都有；
①由于Cu₂O性质稳定加热质量不变，铜加热后变为氧化亚铜，质量发生了变化，所以若a=b说明固体质量不变，固体是氧化亚铜，则猜想Ⅱ成立；
若b＞a说明固体质量增加了，一定含有铜，因为铜与氧气反应生成氧化亚铜，固体质量变大；
②取少量红色固体投入稀硫酸中，充分反应后溶液呈蓝色，说明红色固体能与硫酸反应，铜与硫酸不反应，所以说明此红色固体中含有氧化亚铜；
解释与结论：根据实验探究的三种可能写出相应的方程式：4CuO+C

高温  .

CO₂↑+2Cu₂O   或5CuO+2C

高温  .

 2CO₂↑+Cu₂O+3 Cu  或 2Cu₂O+C 

高温  .

CO₂↑+4Cu
拓展探究：氧化性就是能氧化其他的物质，因此可以通过能否氧化一氧化碳来证明：取样于玻璃管中，通入CO，加热，将产生的气体通入澄清的石灰水，若浑浊，则证明有氧化性（答案合理均可）
实验反思：认真分析，通过实验证明等．
故答案为：（1）①长颈漏斗       石灰石   ②装置气密性良好
③NaHCO₃+HCl═NaCl+H₂O+CO₂↑             浓硫酸
④若颠倒的话，出来的气体就不干燥了
（2）【提出猜想】Cu₂O和Cu的混合物
【实验探究】①ⅡCu       ②取样，加入稀硫酸，若溶液变蓝，则含Cu₂O
【解释与结论】4CuO+C

高温  .

CO₂↑+2Cu₂O或5CuO+2C

高温  .

 2CO₂↑+Cu₂O+3 Cu
或 2Cu₂O+C 

高温  .

CO₂↑+4Cu
【拓展延伸】取样于玻璃管中，通入CO，加热，将产生的气体通入澄清的石灰水，若浑浊，则证明有氧化性（答案合理均可）．
【实验反思】认真分析，通过实验证明

点评：本题考查的知识点较多，能够很好的考查出学生的知识迁移运用能力；另外方程式的书写要准确，如：5CuO+2C

高温  .

 2CO₂↑+Cu₂O+3 Cu或 2Cu₂O+C 

高温  .

CO₂↑+4Cu等．