Question

为测定化学式为MZ的粉末状化合物中Z的元素种类，现将MZ和过量的碳粉充分混合物，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足澄清石灰水．按图连接仪器并实验．
实验开始时缓慢通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，观察到管内发生强烈反应也，并有熔融物生成，同时，b瓶的溶液出现白色浑浊，并有气泡产生．该反应完全后，停止加热，仍持续通氮气，直至反应管冷却，此时，管中的熔融物凝固成银白色金属．根据以上叙述回答：
（1）元素Z是

氧（O）

；
（2）实验开始时缓缓通入氮气的目的是

排除装置中的空气

；
（3）从反应管a中出来的气体有

CO₂、CO、N₂

；
（4）反应管a中MZ和碳粉反应的化学方程式是（用符号M表示MZ中的M）

MO+C

△   .

M+CO↑；2MO+C

△   .

2M+CO₂↑

；
（5）如果要得到MZ中的单质M，是否可以先断开a和b的连接处再停止加热？

不需要

；为什么？

因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中．

．
（6）本实验的尾气是否需处理？如需处理，请回答如何处理；如不需处理，请说明理由．

需处理，因为CO有毒，应该进行尾气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的玻璃管．

．

Answer 1

分析：（1）用碳单质常用来冶炼金属铜、铁，由“管中的熔融物凝固成银白色金属M”可知该金属是铁块．
（2）实验开始时通一段时间氮气，以排尽试管里的空气，防止有氧气使产生的一氧化碳燃烧发生爆炸；
（3）碳与金属氧化物反应会生成一氧化碳、二氧化碳
（4）根据碳的还原性与置换反应规律写出化学方程式
（5）题中：“经一系列测定，确定反应完全后，停止加热，继续通氮气，直到反应管冷却”可说明不会产生倒吸，此时注意审题即可解答此题；
（6）在高温下会与碳反应生成有毒的一氧化碳，石灰水不能吸收一氧化碳，排到大气中会污染空气，肯定要进行尾气处理，根据一氧化碳的还原性设计处理方案；

解答：解：（1）通过题意知，管中熔融物凝固成银白色金属，b瓶的溶液出现白色浑浊，说明粉末和碳反应有二氧化碳生成，根据反应前后元素守恒知，Y是氧元素．
（2）实验开始时通一段时间氮气，以排尽试管里的空气，防止有氧气使产生的一氧化碳燃烧发生爆炸；
（3）碳与金属氧化物反应生成一氧化碳，充分反应生成二氧化碳，还有通入的氮气也从a管中排出
（4）MZ和碳粉反应生成一氧化碳或二氧化碳，化学方程式为：
（5）停止加热前不需要先断开a和b的连接处，因为停止加热后，继续通氮气，直到反应管冷却，不会发生倒吸．
（6）本实验的尾气需要处理，因为反应产生的二氧化碳在高温下会与碳反应生成有毒的一氧化碳，石灰水不能吸收一氧化碳，排到大气中会污染空气．一般用燃烧的方法处理一氧化碳，所以可以用双孔塞把b塞起来，一个孔导入反应后产生的气体，以除去二氧化碳，另一孔导出，在导管口处点燃，出去一氧化碳，或连接一个加热的装有CuO粉末的反应管．
故答案为：（1）氧（O）；
（2）排除装置中的空气；
（3）CO₂、CO、N₂；
（4）MO+C

△   .

M+CO↑；2MO+C

△   .

2M+CO₂↑；
（5）不需要； 因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中．．
（6）需处理，因为CO有毒，应该进行尾气处理，处理的方法可以将其在导管口点燃，或者用气球收集，或接一个加热的装有CuO的玻璃管．

点评：本题难度较大，综合考查物质的组成和含量测定，注意通过反应计算物质的化学式是解答本题的关键．