Question

3．某同学设计如图1所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验．试回答：

（l）该装置存在的一个主要问题是，你的改进方法是在出气口处添加一燃着的酒精灯，把未反应的CO燃烧掉
（2）实验开始时，是先给氧化铜加热，还是先通人一氧化碳？，
（3）实验过程中，图1中A处能观察到的实验现象是黑色粉末变成红色．
发生反应的化学方程式为CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂ ．
B处观察到的实验现象是澄清的石灰水变成了红色．
（4）该小组同学认为废气中的一氧化碳可以利用，于是设计图2装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续地探究．其中最合理的装置是③（填序号，瓶内为氢氧化钠溶液，能吸收废气中的CO₂）．

Answer 1

分析 （1）在做有关气体的实验时，若该气体有毒，一定要有尾气处理装置，以免污染大气，本题中一氧化碳有毒，但无尾气处理装置；处理尾气时，根据该气体的性质找出合理简便的方法即可；
（2）该装置中有空气，为了避免新生成的铜又被氧气氧化成氧化铜，所以要先通入一氧化碳一会儿以便把装置中的空气赶净；
（3）氧化铜在加热的条件下可以被一氧化碳还原为铜，同时生成二氧化碳，而氧化铜是黑色，铜是红色，所以可以观察到的现象是黑色的固体逐渐变成红色的固体，澄清石灰水变浑浊；
（4）根据实验的要求和装置的特点分析判断．

解答 解：（1）一氧化碳有毒，应该有尾气处理装置，而本题无尾气处理装置，所以该实验的问题是无尾气处理装置；因为一氧化碳可以燃烧生成对大气无污染的二氧化碳气体，所以可以用燃烧的方法把一氧化碳处理掉．改进的方法是：在出气口处添加一燃着的酒精灯，把未反应的一氧化碳燃烧掉；
（2）若不先通一氧化碳气体，则该装置中混有空气，最后生成的铜在高温条件下会又被氧气氧化成氧化铜，同时不纯的CO加热有爆炸的危险，所以在加热之前要先通一会儿一氧化碳；
（3）黑色的氧化铜在高温条件下可以被一氧化碳还原为红色的铜，所实验的现象是：黑色粉末变成红色，反应的化学反应式是：CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂ ；同时产生二氧化碳气体，使澄清石灰水变浑浊．
（4）我们利用洗气瓶来除去二氧化碳并收集一氧化碳气体时，应长管进气．同时需要收集CO，所以还是储气瓶，所以液体还应该是从长管出，所以两个管都应该通到底部，应选③．
故答案为：（1）在出气口处添加一燃着的酒精灯，把未反应的CO燃烧掉；（2）先通入CO；（3）黑色的固体逐渐变成红色的固体； CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂ ；澄清的石灰水变浑浊；（4）③．

点评 我们在检验一氧化碳气体时，利用一氧化碳的还原性，然后检验是否有二氧化碳生成，所以我们在检验一氧化碳时，先将二氧化碳气体吸收干净．