题目内容
取化学式为XY的黑色粉末状化合物进行如下实验.将XY和足量新制干燥的碳粉充分混合,平铺在反应管a中,在b瓶中盛足量澄清石灰水,按下图连接仪器进行实验.
实验开始时缓慢通入氮气,过一段时间后,加热反应管a,反应中有着火似的“红热”现象,同时,b瓶的溶液出现白色浑浊.待反应完全后,停止加热,仍继续通入氮气,直至反应管冷却,此时,管中有紫红色金属生成.
根据上述实验回答下列问题:
(1)元素y是______(填元素名称).
(2)停止加热前是否需要先断开a和b的连接?为什么?______.
(3)反应管a中发生的所有反应的化学方程式是______.
(4)本实验的尾气是否需要处理?如需要处理,请回答如何处理;如不需要处理,请说明理由.______.
(5)元素X的单质能溶解于稀硝酸,发生反应的离子方程式为______.
解:(1)通过题意知,管中紫红色金属是铜,b瓶的溶液出现白色浑浊,说明黑色粉末和碳反应有二氧化碳生成,根据反应前后元素守恒知,该黑色粉末是氧化铜,所以Y是氧元素.
故答案为:氧.
(2)有氮气不断通入,洗气瓶中气体的压强不变,所以b瓶溶液不会倒吸至a管,所以不需要.
故答案为:不需要,因为有氮气不断通入,b瓶溶液不会倒吸至a管.
(3)有还原性的物质有碳、一氧化碳,所以发生的反应有:CuO+C
CO+Cu
2CuO+C
CO2+2Cu
C+CO2
2CO
CuO+CO
Cu+CO2
故答案为:CuO+C
CO+Cu
2CuO+C
CO2+2Cu
C+CO2
2CO
CuO+CO
Cu+CO2
(4)该装置有一氧化碳生成,一氧化碳是有毒气体,所以不能直接排空,且一氧化碳能燃烧,所以应有收集装置或燃烧装置.
故答案为:需处理,可连接有关储气瓶或塑料袋,或点燃,或可再连接有关装有氧化铜粉末的反应管.
(5)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子方程式为:3Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO↑+4H2O.
故答案为3Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO+4H2O.
分析:(1)通过题意知,管中紫红色金属是铜,b瓶的溶液出现白色浑浊,说明黑色粉末和碳反应有二氧化碳生成,根据反应前后元素守恒判断黑色粉末所含元素.
(2)根据洗气瓶中气体的压强是否改变分析.
(3)碳和氧化铜能发生置换反应,碳和二氧化碳能发生反应,一氧化碳和氧化铜能发生氧化还原反应.
(4)根据气体的性质分析,有毒的气体需要处理,不能直接排空污染空气.
(5)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水.
点评:本题考查了铜的性质,难度不大,离子方程式的书写要注意原子守恒、电荷守恒.
故答案为:氧.
(2)有氮气不断通入,洗气瓶中气体的压强不变,所以b瓶溶液不会倒吸至a管,所以不需要.
故答案为:不需要,因为有氮气不断通入,b瓶溶液不会倒吸至a管.
(3)有还原性的物质有碳、一氧化碳,所以发生的反应有:CuO+C
2CuO+C
C+CO2
CuO+CO
故答案为:CuO+C
2CuO+C
C+CO2
CuO+CO
(4)该装置有一氧化碳生成,一氧化碳是有毒气体,所以不能直接排空,且一氧化碳能燃烧,所以应有收集装置或燃烧装置.
故答案为:需处理,可连接有关储气瓶或塑料袋,或点燃,或可再连接有关装有氧化铜粉末的反应管.
(5)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水,离子方程式为:3Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO↑+4H2O.
故答案为3Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO+4H2O.
分析:(1)通过题意知,管中紫红色金属是铜,b瓶的溶液出现白色浑浊,说明黑色粉末和碳反应有二氧化碳生成,根据反应前后元素守恒判断黑色粉末所含元素.
(2)根据洗气瓶中气体的压强是否改变分析.
(3)碳和氧化铜能发生置换反应,碳和二氧化碳能发生反应,一氧化碳和氧化铜能发生氧化还原反应.
(4)根据气体的性质分析,有毒的气体需要处理,不能直接排空污染空气.
(5)铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮和水.
点评:本题考查了铜的性质,难度不大,离子方程式的书写要注意原子守恒、电荷守恒.
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