Question

12．某化学兴趣小组在甲、乙两个充满O₂的密闭容器中各加入一定量的碳粉，在高温条件下使其充分反应，待反应结束后，两个容器中的碳粉都已完全消失．该小组成员对两容器中反应后的气体进行如下探究：
（1）小红同学对甲容器中气体的组成提出如下四种猜想：①只有CO；②只有CO₂；③只有O₂；④CO和O₂的混合气体．你认为上述猜想中明显不合理的有③④ （填序号）．
（2）小明同学认为甲容器中的气体还可能是CO和CO₂的混合气体，为了验证自己的猜想，他准备按下图所示装置进行探究．

请你回答下列问题：已知装置B中浓硫酸可以用作干燥剂，用于吸水．
若小明的猜想成立，则装置A中的实验现象是澄清石灰水变浑浊，反应的化学方程式是CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；装置C玻璃管中的实验现象是黑色粉末逐渐变为红色固体，反应的化学方程式是CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO₂；
（3）若小红提出的猜想①成立，则现象应为A中澄清石灰水不变化，C中的黑色固体变为红色，D中的石灰水变浑浊．

Answer 1

分析 （1）碳在氧气中充分燃烧是二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳能还原氧化铜，根据反应物和生成物，按照书写化学方程式的步骤完成化学方程式；
（3）根据一氧化碳的性质分析；

解答 解：（1）因为碳在氧气中充分燃烧是二氧化碳，不充分燃烧生成一氧化碳；故生成物有可能是二氧化碳，一氧化碳，或二氧化碳和一氧化碳的混合物，或二氧化碳和氧气的混合物；不可能只有氧气，因为有碳参加了反应，也不能是一氧化碳和氧气混合物，如果剩余这两种气体它们会继续反应；故选③④；
（2）验证一氧化碳和二氧化碳的混合气体时，要先用石灰水检验二氧化碳，化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；再用氧化铜和石灰水检验一氧化碳，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，化学方程式为：CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Cu+CO₂；
（3）一氧化碳不与石灰水反应，所以A中澄清石灰水不变化，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，C中的黑色固体变为红色，生成的二氧化碳使D中的石灰水变浑浊；
故答案为：
（1）③④；
（2）澄清石灰水变浑浊；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；黑色粉末逐渐变为红色固体；　CuO+CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ Cu+CO₂；
（3）A中澄清石灰水不变化，C中的黑色固体变为红色，D中的石灰水变浑浊．

点评 此题是对碳与氧气反应的知识的考查，解决的关键是对可能组合问题的探讨，然后根据不同组合的物质的性质进行实验验证，此题难度较大．