Question

【題目】興趣小組對“一氧化碳還原氧化銅”的實驗進行拓展研究。

（查閱資料）

Ⅰ．制取CO的方法：加熱碳酸鎂和鋅粉的混合物，反應原理為：MgCO3+Zn====MgO+ZnO+CO↑

Ⅱ．處理尾氣的方法：用氯化亞銅的氨水溶液吸收一氧化碳，溶液中會出現紅色固體。

（設計方案）根據上述資料設計如下實驗裝置(固定裝置略，裝置氣密性良好)：

（實驗步驟）

第一步：打開彈簧夾，通入一會兒氮氣；

第二步：關閉彈簧夾，點燃兩個酒精燈；

第三步：一段時間后，熄滅兩個酒精燈；

第四步：……

（實驗分析）

(1)實驗過程中，觀察到B處的實驗現象是____________，C處發生反應的化學方程式是_______________；D處發生反應的化學方程式為：2CuCl+2CO+2X═Cu2Cl2(CO)2·2H2O↓，其中X的化學式為_____________。

(2)上述實驗步驟中，第一步操作的目的是_______________________________________；

第四步操作是：打開彈簧夾，再通入氮氣至________________________________________。

(3)若A處有mgMgCO3參加反應，C處生成ngCaCO3，能證明25m＞21n的一個實驗現象是______________________。

Answer 1

【答案】黑色固體變成紅色 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O H2O 排盡管內空氣防止發生爆炸 裝置冷卻到室溫 D裝置中氯化亞銅的氨水溶液中有紅色物質出現

【解析】

(1) 實驗過程中，B處發生的是一氧化碳還原氧化銅的反應，所以可看到黑色固體變成紅色。在C處生成的二氧化碳會與澄清石灰水的主要成分氫氧化鈣發生反應，反應的化學方程式為：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O。由化學反應前后相同元素的原子個數不變可知，在2CuCl+2CO+2X═Cu2Cl2(CO)2·2H2O↓中，已知反應前后銅原子個數、氯原子個數、碳原子個數都已經相等，反應后與反應前相比還多2個氧原子、4個氫原子，所以反應物中還應該有4個氫原子和2個氧原子，即2X中應有4個氫原子和2個氧原子，每個X中有2個氫原子和1個氧原子，所以X的化學式為H2O，故填：黑色固體變成紅色； CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；H2O；

(2)由于一氧化碳具有可燃性，與空氣混合時可能發生爆炸，所以第一步先通氮氣可排盡管內空氣防止發生爆炸，第四步是反應結束后再通氮氣，此時再通氮氣的目的是保護管內的銅，防止熱的銅重新被氧化，由此裝置可知還防止澄清石灰水倒吸入B引起熱的直通管炸裂，所以一定要在實驗結束時再通氮氣直至裝置冷卻至室溫。故填：排盡管內空氣防止發生爆炸；裝置冷卻到室溫；

(3)碳酸鎂在反應過程中先生成CO，再生成CO2，最終會生成碳酸鈣沉淀，由整個過程碳元素守恒可知

m=

當m＞ 即25m＞21n時，說明生成的碳酸鈣小于理論值，根據碳元素守恒可知，小于理論值的原因是一氧化碳沒有完全反應，而直接排放出來，所以在氯化亞銅的氨水溶液中可觀察到有紅色物質出現。故填：D裝置中氯化亞銅的氨水溶液中有紅色物質出現。