题目内容
【题目】甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物。某化学小组利用如图装置探究其反应产物。
[查阅资料]
①CO能与银氨溶液反应:CO+2[Ag(NH3)2]++2OH-===2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3
②Cu2O为红色,不与Ag+反应,能发生反应:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O
(1)装置A中反应的化学方程式为________________________________________。
(2)按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→____________。(填字母编号,装置不重复使用)
(3)实验中滴加稀盐酸的操作为____________________________________。
(4)已知气体产物中含有CO,则装置C中可观察到的现象是____________________;装置F的作用为_____________________。
(5)当反应结束后,装置D处试管中固体全部变为红色。
①设计实验证明红色固体中含有Cu2O:___________________________________________。
②为了证明红色固体中是否含有Cu,甲同学设计如下实验:向少量红色固体中加入适量0.1mol/L AgNO3溶液,发现溶液变蓝,据此判断红色固体中含有Cu。乙同学认为该方案不合理,欲证明甲同学的结论,还需增加如下对比实验,完成表中内容。
实验步骤(不要求写出具体操作过程) | 预期现象和结论 |
______________ | 若观察到溶液不变蓝,则证明红色固体中含有Cu;若观察到溶液变蓝,则不能证明红色固体中含有Cu |
【答案】Al4C3 + 12HCl ====3CH4↑ + 4AlCl3F→D→B→E→C→G先打开分液漏斗上方玻璃塞(或让玻璃塞小孔与分液漏斗通气孔对齐),再打开下方活塞,使稀盐酸缓慢滴下试管底部有黑色固体生成(或试管内有银镜生成)除去甲烷气体中混有的HCl气体和水蒸气取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变为蓝色,则证明红色固体中含有Cu2O取少量纯净Cu2O固体于试管中,加入适量0.1 mol·L-1AgNO3溶液
【解析】
装置A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,生成的甲烷气体通过装置F吸收混有的氯化氢,干燥气体,通过装置D加热还原氧化铜,通过装置B检验生成的水蒸气,通过装置E检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置C中银氨溶液验证一氧化碳,CO能与银氨溶液反应:CO+2[Ag(NH3)2]++2OH-===2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3,最后用排水法吸收和收集尾气。
(1)装置A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,反应的化学方程式为:Al4C3+12HCl=3CH4 ↑+4AlCl3,故答案为:Al4C3+12HCl=3CH4 ↑+4AlCl3;
(2)装置A中反应是稀盐酸和Al4C3反应生成氯化铝和甲烷,甲烷在加热条件下可还原氧化铜,气体产物除水蒸气外,还有碳的氧化物,生成的甲烷气体通过装置F干燥,通过装置D加热还原氧化铜,通过装置B检验生成的水蒸气,通过装置E检验吸收生成产物二氧化碳,通过装置C中银氨溶液验证一氧化碳,CO能与银氨溶液反应:CO+2[Ag(NH3)2]++2OH-===2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3,最后用排水法吸收和收集气体,按气流方向各装置从左到右的连接顺序为A→F→D→B→E→C→G,故答案为:F→D→B→E→C→G;
(3)实验中滴加稀盐酸的操作是:先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先将分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔),再将分液漏斗下面的旋塞打开,使稀盐酸缓慢滴下,故答案为:先打开分液漏斗上口的玻璃塞(或先将分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽对准漏斗上的小孔),再将分液漏斗下面的旋塞打开,使稀盐酸缓慢滴下;
(4)气体含有一氧化碳,C中银氨溶液被一氧化碳还原生成银单质,试管内有黑色固体生成,F是除去甲烷中杂质气体氯化氢和水蒸气,故答案为:试管内有黑色固体生成;除去甲烷中的HCl和H2O;
(5)当反应结束后,装置D处试管中固体全部变为红色,
①实验证明红色固体中含有Cu2O的方法为:取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,说明含铜离子,则证明含Cu2O,故答案为:取少量红色固体,加入适量稀硫酸,若溶液变蓝色,则证明含Cu2O;
②欲证明红色固体中是否含有Cu,甲同学设计如下实验:向少量红色固体中加入适量的0.1mol/LAgNO3溶液,发现溶液变蓝,据此判断红色固体中含有Cu。乙同学认为该方案不合理,欲证明甲同学的结论,还需要增加对比实验:取少量的Cu2O固体于试管中,加入适量的0.1mol/LAgNO3溶液,若溶液不变蓝,则可以排除红色固体中氧化亚铜的干扰,证明其中含铜,故答案为:取少量的Cu2O固体于试管中,加入适量的0.1mol/LAgNO3溶液。
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