题目内容

取化学式为XY的黑色粉末状化合物进行如下实验．将XY和足量新制干燥的碳粉充分混合，平铺在反应管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按下图连接仪器进行实验．
实验开始时缓慢通入氮气，过一段时间后，加热反应管a，反应中有着火似的“红热”现象，同时，b瓶的溶液出现白色浑浊．待反应完全后，停止加热，仍继续通入氮气，直至反应管冷却，此时，管中有紫红色金属生成．
根据上述实验回答下列问题：
（1）元素y是（填元素名称）．
（2）停止加热前是否需要先断开a和b的连接？为什么？．
（3）反应管a中发生的所有反应的化学方程式是．
（4）本实验的尾气是否需要处理？如需要处理，请回答如何处理；如不需要处理，请说明理由．．
（5）元素X的单质能溶解于稀硝酸，发生反应的离子方程式为__．

解：（1）通过题意知，管中紫红色金属是铜，b瓶的溶液出现白色浑浊，说明黑色粉末和碳反应有二氧化碳生成，根据反应前后元素守恒知，该黑色粉末是氧化铜，所以Y是氧元素．
故答案为：氧．
（2）有氮气不断通入，洗气瓶中气体的压强不变，所以b瓶溶液不会倒吸至a管，所以不需要．
故答案为：不需要，因为有氮气不断通入，b瓶溶液不会倒吸至a管．
（3）有还原性的物质有碳、一氧化碳，所以发生的反应有：CuO+C $\text{[math]}$ CO+Cu
2CuO+C $\text{[math]}$ CO₂+2Cu
C+CO₂ $\text{[math]}$ 2CO
CuO+CO $\text{[math]}$ Cu+CO₂
故答案为：CuO+C $\text{[math]}$ CO+Cu
2CuO+C $\text{[math]}$ CO₂+2Cu
C+CO₂ $\text{[math]}$ 2CO
CuO+CO $\text{[math]}$ Cu+CO₂
（4）该装置有一氧化碳生成，一氧化碳是有毒气体，所以不能直接排空，且一氧化碳能燃烧，所以应有收集装置或燃烧装置．
故答案为：需处理，可连接有关储气瓶或塑料袋，或点燃，或可再连接有关装有氧化铜粉末的反应管．
（5）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水，离子方程式为：3Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO↑+4H₂O．
故答案为3Cu+4H⁺+2NO₃^-=Cu²⁺+2NO+4H₂O．
分析：（1）通过题意知，管中紫红色金属是铜，b瓶的溶液出现白色浑浊，说明黑色粉末和碳反应有二氧化碳生成，根据反应前后元素守恒判断黑色粉末所含元素．
（2）根据洗气瓶中气体的压强是否改变分析．
（3）碳和氧化铜能发生置换反应，碳和二氧化碳能发生反应，一氧化碳和氧化铜能发生氧化还原反应．
（4）根据气体的性质分析，有毒的气体需要处理，不能直接排空污染空气．
（5）铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水．
点评：本题考查了铜的性质，难度不大，离子方程式的书写要注意原子守恒、电荷守恒．