Question

20．木炭作为还原剂用于金属冶炼已有几千年历史，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．
（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C+CuO+$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑
（3）同学们设计了如图1所示装置，通过实验探究气体产物的成分．（NaOH溶液能吸收CO₂）
实验过程中观察到A、E装置中的澄清石灰水均变浑浊，C装置中的澄清石灰水不变浑浊，由此可得出该气体产物的成分为CO₂、CO（或“二氧化碳和一氧化碳”）．
（4）有同学提出，从简约装置、节约实验药品的角度出发，如图2装置可进行改进，去掉A、B、C装置，用如图2所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分．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）点燃酒精灯给CuO加热，观察黑色粉末CuO是否变红，（确定CO是否存在）．

Answer 1

分析 （1）根据二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊进行判断；
（2）熟记题目假设的是猜想b成立，也就是木炭还原氧化铜生成了CO；
（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，进行判断；
（4）先验证生成气体中有二氧化碳，再验证有一氧化碳．

解答 解：
（1）因二氧化碳遇澄清石灰水变浑浊，故气体产物通入澄清石灰水反应后的产物为碳酸钙．反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）由于题目假设是猜想b成立，也就是木炭还原氧化铜生成了CO，所以对应的木炭还原氧化铜的化学反应式是：C+CuO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑．故答案为：C+CuO $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑．
（3）因二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，所以A中石灰水是确认原混合气体中是否存在CO₂；经过B装置后，氢氧化钠溶液可以吸收二氧化碳，C中石灰水是确认CO₂是否已经被除尽，排除二氧化碳对下面实验的干扰．而E装置中的澄清石灰水变浑浊，则为一氧化碳还原氧化铜生成的二氧化碳的作用；
故答为：二氧化碳和一氧化碳的混合气体．
（4）从简约装置、节约实验药品的角度出发，上图装置可进行改进，去掉A、B、C装置，用如图所示的装置同样可以探究出该气体产物的成分．故答为：开始时缓缓通入气体产物，观察现象；过一段时间后再加热，观察黑色粉末CuO是否变红（确定CO是否存在）．
答案：
（1）Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）C+CuO+$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$Cu+CO↑；
（3）CO₂、CO（或“二氧化碳和一氧化碳”） 
（4）点燃酒精灯给CuO加热，观察黑色粉末CuO是否变红，（确定CO是否存在）．

点评 本题为综合实验题，考查知识面广，要求学生审题仔细，能把所学知识系统化，有发散思维能力，知识归纳能力，平时要加强练习．