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19.木炭与氧化铜反应生成的气体中既有CO2,又有CO.为验证此猜想,小明设计了如下装置进行实验:将CuO和足量碳粉反应后的混合气体通入如下装置,B中盛有氢氧化钠溶液,性质与石灰水相似,可与CO2反应,用于除去CO2

实验开始时先缓慢通入一会儿混合气体,过一段时间后,点燃酒精灯,观察现象.根据以上叙述回答问题:(1)木炭与氧化铜反应的化学方程式为C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑,装置B中发生反应后的主要生成物的化学式为Na2CO3
(2)实验开始时先通入一会儿混合气体的目的是排尽玻璃管中的空气,防止点燃时发生爆炸,装置C中的现象是黑色固体变为红色,发生反应的化学方程式为CO+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2;A瓶中盛放的溶液是澄清的石灰水,目的是检验混合气体中有无二氧化碳.
(3)小明认为用以上装置实验通过D中石灰水变浑浊的现象,可证明混合气体中含有CO.
小梅认为:不需要D装置也能证明混合气体中有CO,她的理由是装置C中黑色粉末变红
(4)本实验的尾气是否需处理?理由是因为尾气中的一氧化碳有毒,直接排放会造成空气污染.

分析 (1)氧化铜为黑色,经还原后变成红色的铜,碳在高温时还原氧化铜据此分析;根据氢氧化钠溶液和二氧化碳反应,生成碳酸钠和水解答;
(2)根据实验的注意事项来分析;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊;
(3)根据反应生成二氧化碳来分析;
(4)从一氧化碳过量,排放到空气中会污染空气考虑.

解答 解:(1)碳在高温时还原氧化铜,使黑色氧化铜变成红色铜,所以现象是黑色粉末变红;碳在高温时还原氧化铜的化学方程式是C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑;氢氧化钠溶液和二氧化碳反应,生成碳酸钠和水,装置B中发生反应后的主要生成物的化学式为:Na2CO3
(2)实验开始时先通入一会儿混合气体的目的是排尽玻璃管中的空气,防止点燃时发生爆炸;CO在加热时还原氧化铜生成铜和二氧化碳,装置C的现象是黑色固体变为红色,反应的化学方程式为:CO+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2;A瓶中盛放的溶液是澄清的石灰水,目的是检验混合气体中有无二氧化碳;
(3)一氧化碳在加热的条件下与氧化铜反应生成二氧化碳,当看到石灰水变浑浊,就说明氧化铜已发生了反应;可证明混合气体中含有CO.
不需要D装置也能证明混合气体中有CO,她的理由是装置C中黑色粉末变红;
(4)因为尾气中的一氧化碳有毒,直接排放会造成空气污染,所以实验设计中的不合理之处是尾气未处理,直接排放到空气中.
答案:
(1)C+2CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Cu+CO2↑;Na2CO3
(2)排尽玻璃管中的空气,防止点燃时发生爆炸;黑色固体变为红色;CO+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2;澄清的石灰水;检验混合气体中有无二氧化碳;
(3)石灰水变浑浊;装置C中黑色粉末变红;
(4)需要;因为尾气中的一氧化碳有毒,直接排放会造成空气污染.

点评 本题主要考查木炭的化学性质和化学方程式的书写等方面的知识,书写化学方程式时要注意遵循质量守恒定律.计算过程要规范

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