题目内容
【题目】某校学生课外活动小组的同学设计下图所示实验装置,用来验证一氧化碳具有还原性,回答下列问题:
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(1)写出装置A中所发生反应的离子方程式:__________。
(2)装置B中最适宜的试剂是_________________。
(3)若实验中没有装置C,使装置B与装置D直接相连,会对实验造成的影响是_______。
(4)根据实验中的___________________现象,可证明CO具有还原性。
(5)若要根据装置F中澄清石灰水变浑浊的现象确认一氧化碳具有还原性,应在上图装置________与______之间连接下图中的________装置(填序号)。
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【答案】CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑ 饱和碳酸氢钠溶液 没有除去气体中的水蒸气,高温下水蒸气与炭反应生成H2和CO,H2也能还原CuO,影响实验结果 E装置中黑色CuO变成红色 D E ②
【解析】
在装置A中盐酸和石灰石反应生成二氧化碳,反应产生的二氧化碳气体通过盛有的NaHCO3饱和溶液装置B中可以除去其中混有的杂质HCl气体,气体再通过C装置中的浓硫酸干燥得到纯净CO2。在D中高温条件下,C和CO2反应生成CO;CO能还原CuO产生单质Cu和CO2,使固体由黑色变为红色,CO2能够使澄清石灰水变浑浊。在C和CO2反应的反应中,CO2不可能完全转化为CO,所以从D装置出来的气体中含有CO2,为防止未反应的CO2的干扰,应先把原来的CO2除去。
(1)装置A中,盐酸和石灰石反应生成二氧化碳、氯化钙和水,其反应离子方程式为:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑;
(2)实验室用盐酸和石灰石制取CO2,该反应是放热反应,反应放出的热量导致盐酸中的HCl挥发,因此制取的CO2中含有杂质HCl气体,为除去HCl气体,同时不减少CO2气体,选取的试剂应能除去氯化氢气体且不和二氧化碳反应,一般常用饱和的NaHCO3溶液;
(3)装置C的作用是干燥CO2气体,若没有该装置,CO2中的水蒸气高温下也可以与C反应生成H2和CO,H2也能还原CuO,无法检验CO具有还原性;
(4)在高温条件下,在装置D中CO2和C反应生成CO,所以D装置中的黑色固体是炭,反应方程式为CO2+C
2CO,一氧化碳具有还原性,在装置E中发生反应:CO+CuO
Cu+CO2,所以CO能还原黑色的氧化铜,使其变为红色的铜单质,因此E装置中黑色CuO变成红色,就证明了CO的还原性;
(5)在高温条件下,C和CO2反应产生CO,CO2不可能完全转化为CO,所以由D装置出来的气体中含有CO2,为防止未反应的CO2的干扰,应先把D出来的CO2除去,再将CO气体通过E装置。所以在D、E之间增加一个 除去CO2的装置,由于CO2是酸性氧化物,所以用碱性固体物质除去,合适的装置是②。