Question

【题目】某校学生课外活动小组的同学设计下图所示实验装置，用来验证一氧化碳具有还原性。已知碱石灰的成分是氢氧化钠和氧化钙的混合物；炭与水蒸气在高温条件下发生以下反应：C + H2O（g） CO + H2。回答下列问题：

(1)写出装置A中发生反应的离子方程式____________________。

(2)装置B中最适宜的试剂是________。

(3)若实验中没有装置C，使装置B与装置D直接相连，会对实验造成的影响是：____________。

(4)装置D中黑色固体为____(填名称)，反应的化学方程式为____________。

(5)按照如图装置进行实验时，首先进行的操作是_____________。

(6)根据实验中的____________现象，可证明CO具有还原性，有关反应的化学方程式是_____________。

(7)若要根据装置F中澄清石灰水变浑浊的现象确认一氧化碳具有还原性，应在上图装置____与____之间连接下图中的__装置(填序号)。

Answer 1

【答案】CaCO3＋2H＋===Ca2＋＋H2O＋CO2↑ 饱和碳酸氢钠溶液 没有除去气体中的水蒸气，高温下水蒸气与碳反应生成H2和CO，H2也能还原CuO 炭 C＋CO22CO 检查装置的气密性 E装置中黑色固体变成红色 CuO＋COCu＋CO2 D E ②

【解析】

实验为探究CO还原性，本实验利用C和CO2反应生成的CO还原氧化铜，再结合实验现象分析CO的还原性。装置A为CO2的制备装置，利用块状固体碳酸钙与稀盐酸反应制备CO2。盐酸具有挥发性，CO2还会带出水蒸气，所以CO2中含有HCl和水蒸气的。HCl可能与CuO反应干扰实验，根据题干条件可知水蒸气也能和C反应生成CO和H2，生成的H2有还原性对实验有干扰，因此CO2必须先进行除杂干燥。装置B除去HCl气体，装置C为干燥装置。纯净的CO2进入D装置与碳反应生成CO，CO进入E装置与CuO反应，黑色固体变红，且产生能使澄清石灰水变浑浊的气体。CO有毒，所以F装置点燃除去CO，防止污染环境。

（1）装置A中是盐酸和石灰石反应生成CO2、氯化钙和水，其反应离子方程式为：CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑；

（2）用盐酸制取CO2，盐酸具有挥发性，所以CO2中含有HCl气体，为除去HCl，选取的试剂应能吸收HCl且不和CO2反应，则选取可溶性的饱和碳酸氢盐，一般常用饱和的碳酸氢钠溶液，故答案为：饱和碳酸氢钠溶液；

（3）若实验中没有装置C，使装置B与装置D直接相连，则CO2中混有水蒸气会与碳反应生成还原性的H2，影响CO还原性的判断，故答案为：没有除去气体中的水蒸气，高温下水蒸气与碳反应生成H2和CO，H2也能还原CuO；

（4）根据上述分析，选择炭和CO2反应生成CO，反应方程式为：C＋CO22CO；故答案为：炭；C＋CO22CO；

（5）实验前，需对整套装置进行气密性检验，故答案为：检查装置的气密性；

（6）利用E装置中的黑色氧化铜变为红色，则氧化铜被还原为铜，推测CO具有还原性，反应方程式为CuO＋COCu＋CO2。故答案为：E装置中黑色固体变成红色；CuO＋COCu＋CO2；

（7）C＋CO22CO，CO2不可能完全转化为CO，所以从D装置出来的气体中含有CO2。若要根据装置F中澄清石灰水变浑浊的现象确认CO具有还原性，为防止原来CO2的干扰，应先把D出来的CO2除去，再将CO通过E装置。①中NaHCO3不能吸收CO2且CO会带出水蒸气；②中碱石灰固体可以吸收CO2；③中用NaOH溶液，CO会带出水蒸气影响实验；④浓硫酸不能吸收CO2。故选②。

故答案为：D；E；②。