Question

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．

Answer 1

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