Question

20．在实验室中，老师用下面所示的装置进行实验（图中固定试管的仪器已略去）：加热一段时间后，观察到木炭粉的质量明显减少；氧化铜粉下部出现了一层红亮的铜；澄清石灰水变浑浊．停止加热并冷却到室温．

（1）写出硬质大试管中发生的化学反应程式：2C+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO，CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO
（2）C装置中澄清石灰水变浑浊，说明有二氧化碳气体生成，说明A装置已经发生了化学反应，发生的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
（3）气球的作用是收集化学反应生成的CO，防止有毒的CO污染环境
（4）在反应结束的时候，装置B起到的作用是防止反应后冷却到室温时，C装置的溶液倒流．

Answer 1

分析 （1）利用现象结合硬质试管中物质的性质分析反应的发生；
（2）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊分析；
（3）反应中有一氧化碳生成，一氧化碳有毒，会对环境造成污染，加气球收集一氧化碳防止环境污染；
（4）反应后容器内气体冷却后容器内压强减小，C装置中的溶液会倒流，加入B装置可防止溶液进入硬质大试管中．

解答 解：（1）在硬质试管中含有碳、氧化铜及氧气，根据现象：加热一段时间后，观察到木炭粉的质量明显减少；氧化铜粉下部出现了一层红亮的铜；澄清石灰水变浑浊．可知生成了铜，所以硬质试管中生成了一氧化碳；石灰水变混浊，说明有二氧化碳生成；所以可发生碳与氧气生成一氧化碳，一氧化碳可还原氧化铜、以及碳还原二氧化碳的过程，正确书写出其化学方程式为：2C+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO、CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，C装置中澄清石灰水变浑浊，此现象说明有二氧化碳气体生成，说明A装置已经发生了化学反应，其反应方程式为：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）反应中碳不完全燃烧生成一氧化碳，二氧化碳与碳高温下生成一氧化碳，一氧化碳有毒，会对环境造成污染，加气球收集化学反应生成的CO，防止有毒的CO污染环境；
（4）反应后容器内气体冷却时容器内压强减小，C装置中的溶液会倒流，加入B装置可防止反应后冷却到室温时，C装置的溶液倒流；
故答案为：
（1）2C+O₂ $\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO、CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2CO；
（2）有二氧化碳气体生成，说明A装置已经发生了化学反应；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）收集化学反应生成的CO，防止有毒的CO污染环境；
（4）防止反应后冷却到室温时，C装置的溶液倒流．

点评 此题是一道实验的综合题，解题的关键是对相关物质性质的分析，另外解题时实验的一些关键现象也常常是解题的重要突破口，同时考查了有毒气体对环境的污染．