Question

【题目】某化学小组用下图所列装置(固定装置略)验证CO能还原CuO，并探究其还原产物的组成。

请回答：

（1）按气流方向，各装置从左到右的连接顺序为：

i→______________________________________尾气处理(填仪器接口的字母编号)。

（2）说明CO能还原CuO的实验现象为___________________________。

（3）该实验处理尾气的方法为___________________________。

（4）若去掉B装置，可能产生的影响为___________________________。

（5）将各装置按正确的顺序连接后进行实验。当反应结束后，F处硬质玻璃管中的固体全部变为红色。

[查阅资料]Cu和Cu2O均为红色；Cu2O在酸性溶液中能生成Cu和Cu2＋。

[提出猜想]红色固体的成分可能为：①Cu；②Cu2O；③________。

[实验验证]该小组为验证上述猜想，分别取少量红色固体放入试管中，进行如下实验。

实验编号	操作	现象
a	加入足量稀硝酸，振荡	试管内红色固体完全溶解，溶液变为蓝色，并有无色气体产生
b	加入足量稀硫酸，振荡	试管内有红色固体，溶液为无色

[实验评价]根据上述实验，不能确定红色固体成分的实验是________(填实验编号)，理由为_________(用化学方程式表示)。

[实验结论]根据上述实验结果，可知红色固体的成分为________(填化学式)。

Answer 1

【答案】cdgh(或hg)abjk(或kj)fe F处硬质玻璃管中的黑色固体变为红色，C处澄清石灰水变浑浊 点燃烧掉或用气囊收集 NaHCO3分解产生的水蒸气高温能与碳粉反应生成H2，对实验产生干扰 Cu和Cu2O a 3Cu＋8HNO3(稀)＝3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O 3Cu2O＋14HNO3(稀)＝6Cu(NO3)2＋2NO↑＋7H2O Cu

【解析】

（1）碳酸氢钠加热分解生成CO2，干燥后CO2和碳反应生成CO，通过碱石灰除去剩余的二氧化碳后进入装置F中，CO还原CuO，生成的CO2用石灰水检验，剩余的CO需要进行处理，据此可以判断装置的连接顺序。

（2）CO还原CuO生成红色的铜和能使澄清石灰水变浑浊的二氧化碳。

（3）CO不能被溶液吸收，所以处理方法为点燃烧掉或用气囊收集。

（4）B装置可以除去二氧化碳中的水蒸气，若水蒸气进入D中，和碳反应生成H2，也可以和氧化铜反应。

（5）Cu和Cu2O均为红色，都可以被硝酸氧化，但Cu2O在稀硫酸中能生成Cu和Cu2＋，而铜不和稀硫酸反应。

（1）验证CO能还原CuO，并探究其还原产物的组成，利用的原理是一氧化碳还原氧化铜反应生成铜和二氧化碳，验证生成的二氧化碳用澄清石灰水，生成的产物为红色固体。先制备纯净的一氧化碳，依据装置图可知，装置E加热分解生成二氧化碳和水蒸气，通过装置B吸收水蒸气，通过装置D二氧化碳和碳反应生成一氧化碳，通过装置A中的碱石灰除去未反应的二氧化碳气体，得到纯净的一氧化碳气体，通过装置F加热发生反应，生成的气体二氧化碳通过装置C中的澄清石灰水检验，最后剩余一氧化碳气体不能排放到空气中，需要收集或点燃进行尾气处理，按气流方向，各装置从左到右的连接顺序为icdgh(或hg)abjk(或kj)fe；

（2）上述分析可知说明CO能还原CuO的实验现象为F处硬质玻璃管中的黑色固体变为红色，C处澄清石灰水变浑浊；

（3）实验过程中生成的尾气为一氧化碳，一氧化碳气体有毒不能排放到空气，该实验处理尾气的方法为点燃烧掉或用气囊收集；

（4）B装置是吸收生成的水蒸气，若去掉B装置，NaHCO3分解产生的水蒸气进入装置D，高温能与碳粉反应生成H2 ，对实验产生干扰；

（5）Cu和Cu2O均为红色，所以红色固体的成分可能为：①Cu；②Cu2O；③Cu和Cu2O的混合物；Cu2O在酸性溶液中能生成Cu和Cu2+，分别取少量红色固体放入试管中，加入足量稀硝酸、振荡，试管内红色固体完全溶解，溶液变为蓝色，说明生成了铜离子，并有无色气体产生证明为一氧化氮，但铜和氧化亚铜都可以和硝酸发生反应，反应的化学方程式为：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O，3Cu2O+14HNO3(稀)=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O，a实验不能确定红色固体成分；加入足量稀硫酸、振荡，试管内有红色固体，溶液不变色证明无氧化亚铜，红色固体为铜。