Question

取化学式为MO的黑色氧化物进行如下实验．将MO和碳粉充分混合物，平铺在玻璃管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水．按图连接仪器．
实验开始时缓缓通入氮气，过一段时间后，加热玻璃管a．待反应完全后，停止加热，______，直至玻璃管冷却，此时，管中有红色金属生成．
根据以上叙述回答：
（1）元素M是______；M的氧化物除MO外，还有一种氧化物的化学式为______．
（2）A仪器的名称______，实验过程中b装置中的实验现象有______，反应的化学方程式______．
（3）实验前为什么要将MO与C充分混合？______，玻璃管a中发生的反应有2MO+C2M+CO₂↑和______（请再举一例，用化学方程式表示），请补全题干中的实验步骤______．
（4）实验开始时先缓缓通入氮气，过一段时间后，再加热玻璃管a的原因______
______．停止加热前是否需要先断开a和b的连接处？______（填“是”或“否”）为什么？______．
（5）若反应管a中只发生反应2MO+C2M+CO₂↑，则1.8g的MO与0.12g的C充分反应，①生成的二氧化碳至少需要溶质质量发生为0.1%的澄清石灰水多少g才能完全吸收，转化为碳酸钙？（MO的相对分子质量为80）（本题2分，写出计算过程）
②反应后，玻璃管a中剩余的固体是______，质量比为______．

Answer 1

解（1）反应后管中有红色金属生成，可推断红色金属是铜，那么元素M是 Cu；铜有+1和+2两种化合价，故Cu的氧化物除CuO外，还有一种氧化物是 Cu₂O．
（2）A仪器的名称锥形瓶，碳和氧化铜反应生成二氧化碳，b装置中的石灰水变浑浊，反应的化学方程式 CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）实验前将MO和碳粉充分混合的原因的增大反应物间接触面，加快反应速率，碳和氧化铜反应除了生成铜和二氧化碳外，还能生成一氧化碳，生成的一氧化碳也能与氧化铜反应，生成的二氧化碳能与碳反应，故玻璃管a中发生的反应有2MO+C2M+CO₂↑和 MO+CM+CO↑、MO+COM+CO₂、CO₂+C2CO，为了防止生成的铜重新被氧化，待反应完全后，停止加热，还要仍继续通氮气，直至反应管冷却，
（4）实验开始时先缓缓通入氮气，再加热玻璃管a，这样做的原因的排尽装置中的空气或氧气，防止氧气对实验的影响．停止加热前不需要先断开a和b的连接处，因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中．
（5）①首先根据化学方程式判断反应物之间的质量关系，根据完全反应的物质质量进行计算，由质量关系可知，氧化铜是过量的，要根据碳的质量进行计算；
设生成二氧化碳的质量为x，参加反应的氧化铜的质量为y，生成铜的质量为z，生成的二氧化碳和质量为a的氢氧化钙溶液反应
2CuO+C2Cu+CO₂↑
160 12 128 44
y 0.12g z x

解得：x=0.44g，y=1.6g，z=1.28g
CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
44 74
0.44g 0.1%a

a=740g
②反应后，玻璃管a中氧化铜的质量是过量的，故剩余的固体是氧化铜和铜，氧化铜和铜的质量比为（1.8g-1.6g）：1.28g=5：32．
故答案为：（1）Cu，Cu₂O
（2）锥形瓶，变浑浊，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
（3）增大反应物间接触面，加快反应速率；MO+CM+CO↑ 或 MO+COM+CO₂ 或 CO₂+C2CO；
仍继续通氮气，直至反应管冷却；
（4）排尽装置中的空气或氧气，否，因为一直通入氮气，b中溶液不会倒吸到a管中；
（5）740g
（6）氧化铜和铜，5：32
分析：（1）根据实验现象推断物质的名称和化学式；
（2）根据仪器的图形和用途填写名称，二氧化碳和石灰水反应；
（3）从影响反应速率的角度分析，从反应物和反应条件分析可能发生的化学方程式；
（4）从实验目的和实验操作的出现的现象分析操作的原因；
（5）根据化学方程式计算要确定完全反应的物质的质量，MO没有全部参加反应，要根据碳的质量计算参加反应的氧化铜和消耗氢氧化钙溶液的质量；
点评：典型的实验分析题，综合性强，难度大，要根据所学物质的性质和基本实验操作步骤得到准确答案，在完成化学计算时，要正确选择物质的质量．