Question

如图所示，某同学用一氧化碳代替氢气还原氧化铜制取金属铜．请你参与他的探究过程，并回答下列问题：
（1）反应开始后，在盛有澄清石灰水的试管中观察到的现象是

 

；说明反应中有

 

（填化学式）生成，被加热的硬质玻璃管中观察到的现象是

 

发生反应的化学方程式

 

；
（2）该装置中，右边的酒精灯先点燃后熄灭的作用是

 

；
（3）实验结束后，该同学对A处残留固体的组成进行探究．查阅资料得知，由于给氧化铜加热温度不够或通入一氧化碳不足，反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜（化学式为Cu₂O）．氧化亚铜是一种红色固体，难溶于水，可与稀硫酸发生如下反应：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O
请你设计实验，证明氧化铜是否全部转化为金属铜．

实验内容和步骤	观察到的实验现象和结论

Answer 1

考点：一氧化碳的化学性质,酸的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：碳单质与含碳化合物的性质与用途

分析：（1）根据题目中的图可知：盛有澄清石灰水的试管中的现象；一氧化碳还原氧化铜，生成红色铜单质和二氧化碳书写方程式；
（2）据一氧化碳有毒，不溶于水，可燃，分析解答；
（3）由信息一氧化碳和氧化铜反应不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜，从物质间能否完全反应考虑残留固体成分；由铜、氧化铜、氧化亚铜的性质区别设计实验．

解答：解：
（1）反应开始后，在盛有澄清石灰水的试管中观察到的现象是澄清石灰水变浑浊；说明反应中有 CO₂生成，被加热的硬质玻璃管中观察到的现象是黑色粉末中有光亮的红色物质出现，一氧化碳还原氧化铜生成红色铜单质和二氧化碳，化学方程式是：CO+CuO

高温  .

Cu+CO₂；
（2）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染大气，故可利用其可燃性将其燃烧掉；
（3）①一氧化碳和氧化铜反应生成铜，可能生成中间产物氧化亚铜，可能生成过程为：氧化铜--氧化亚铜--铜，从一氧化碳的量考虑产物成分．产物可能有：全部为铜；铜和氧化铜的混合物；铜和氧化亚铜的混合物；氧化铜、氧化亚铜的混合物；铜、氧化铜和氧化亚铜的混合物；
②铜与稀硫酸不反应，而氧化铜、氧化亚铜都与稀硫酸反应生成硫酸铜，溶液为蓝色；氧化铜、氧化亚铜都可被一氧化碳还原，生成二氧化碳，可据此设计实验进行鉴别；实验内容和步骤观察到的实验现象和结论取残留固体少量于试管中，加入少量稀硫酸，充分振荡．
（或按图装置，在通入CO的同时．继续加热A处的残留固体．）若溶液不变蓝色，证明氧化铜全部转化为金属铜．（若溶液变成蓝色，证明氧化铜没有全部转化为金属铜．）（若石灰水不变浑浊，证明氧化铜全部转化为金属铜．若石灰水变浑浊，证明氧化铜没有全部转化为金属铜．）
故答案为：
（1）澄清石灰水变浑浊； CO₂，黑色粉末中有光亮的红色物质出现，CO+CuO

高温  .

Cu+CO₂；
（2）将未参加反应的CO燃烧掉，防止污染空气；
（3）

实验内容和步骤	观察到的实验现象和结论
取残留固体少量于试管中，加入少量稀硫酸，充分振荡． （或按图装置，在通入CO的同时．继续加热A处的残留固体．）	若溶液不变蓝色，证明氧化铜全部转化为金属铜．（若溶液变成蓝色，证明氧化铜没有全部转化为金属铜．） （若石灰水不变浑浊，证明氧化铜全部转化为金属铜．若石灰水变浑浊，证明氧化铜没有全部转化为金属铜．）

点评：本题考查了一氧化碳还原氧化铜原理，以及对最终产物成分的猜想和实验设计，较综合的考查了学生的思维能力和解题能力．