Question

12．木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年的历史．某兴趣小组的同学为了探究木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体产物是什么，提出了猜想：
a．气体产物可能是二氧化碳；b．气体产物可能是一氧化碳；c．气体产物可能是二氧化碳和一氧化碳的混合物．
（1）如果猜想a成立，写出气体产物通入澄清石灰水反应的化学方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（2）如果猜想b成立，写出木炭还原氧化铜反应的化学方程式2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑．
（3）同学们设计了如图所示装置，通过实验探究得出猜想c成立．（NaOH溶液能吸收CO₂）

则实验过程中观察到A装置中的澄清石灰水澄清石灰水变浑浊，C装置中的澄清石灰石不变浑浊，E装置中的澄清石灰水澄清石灰水变浑浊．
（4）有同学提出，从简化装置、节约实验药品的角度出发，如图装置可进行改进，去掉A，B，C装置，用如图所示装置同样可以探究出猜想c成立．请你写出其实验操作过程（写出操作步骤，不需要写出现象和结论）先通气体观察E中的现象，然后再加热观察D中的现象．

Answer 1

分析 根据木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体可能是一氧化碳，可能是二氧化碳，也可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物进行分析；
（1）根据二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水进行分析；
（2）根据碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳进行分析；
（3）根据二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊的特点和一氧化碳与氧化铜反应的现象原理进行判断；
（4）运用一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳、一氧化碳不能使澄清的石灰水变浑浊但二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊解答．

解答 解：木炭在高温条件下还原氧化铜所生成的气体可能是一氧化碳，可能是二氧化碳，也可能是一氧化碳和二氧化碳的混合物，所以c气体产物可能是：二氧化碳和一氧化碳的混合物；
（1）二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）碳和氧化铜在高温的条件下生成铜和二氧化碳，化学方程式为：2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）实验过程中观察到A装置中的石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳，C装置中的澄清石灰水不变浑浊，说明气体中的二氧化碳完全被B中的氢氧化钠溶液吸收，E装置中的澄清石灰水均变浑浊，说明气体中含有一氧化碳，高温条件下，一氧化碳和氧化铜反应生成了铜和二氧化碳，因此该气体产物的成分为一氧化碳和二氧化碳；
（4）D先不加热将气体通入E，若E中的澄清石灰水变浑浊说明气体中含有二氧化碳，再加热D观察D中的黑色固体是否变红色因为一氧化碳和氧化铜反应生成红色的铜和二氧化碳即可确定气体的成分．
故答案为：二氧化碳和一氧化碳的混合物；
（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）2CuO+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO₂↑；
（3）澄清石灰水变浑浊，澄清石灰水变浑浊；
（4）先通气体观察E中的现象，然后再加热观察D中的现象．

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．