Question

20．在探究課上，老師給同學們一包黑色粉末，該粉末是由鐵粉和氧化銅粉末中的一種或兩種組成，為了確定該粉末的成分，同學們進行如下探究，請回答下列問題：
【猜想假設】（1）黑色粉末是鐵粉
　　　　　�。�2）黑色粉末是氧化銅粉末
　　　　　�。�3）黑色粉末是鐵粉和氧化銅粉末
【設計方案】取少量黑色粉末，放入硬質玻璃管中，通入一氧化碳氣體，片刻后加熱充分反應（實驗裝置如圖所示）
請填寫下表空白：（不考慮鐵粉和氧化銅粉末可能發生反應）

實驗中可能出現的現象	結論
黑色粉末不變紅，澄清的石灰水不變渾濁	猜想（1）成立
黑色粉末全部變紅，澄清的石灰水變渾濁	猜想（2）成立（填成立或不成立）
黑色粉末部分變紅，澄清的石灰水變渾濁	猜想（3）成立

【實驗結論】經過分析實驗現象，確認猜想（3）成立．
【反思評價】
（1）實驗完畢后，先停止加熱，繼續通入一氧化碳直至玻璃管冷卻至室溫．繼續通入一氧化碳的目的是防止生成的銅再次被氧化、澄清的石灰水倒吸入玻璃管中．
（2）從環保角度上看，上述設置有不足之處，改進措施是在b處放一只燃著的酒精燈（或安裝尾氣處理裝置或在b處導管處綁一個小氣球等）．
（3）猜想（2）玻璃管中發生反應的化學方程式是CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．

Answer 1

分析 【設計方案】根據一氧化碳和氧化銅可反應生成銅和二氧化碳，而一氧化碳和金屬不發生反應，并結合實驗現象和結論分析解答；
【反思評價】（1）據銅在溫度較高的情況下可與氧氣發生反應生成氧化銅進行回答；
（2）一氧化碳有毒，排放到空氣中會造成大氣污染，所以要在裝置末端據一氧化碳的性質進行尾氣處理或進行尾氣收集；
（3）據一氧化碳與氧化銅反應原理書寫方程式．

解答 解：【設計方案】一氧化碳和氧化銅可反應生成銅和二氧化碳，而一氧化碳和金屬不發生反應；所以若猜想（1）成立，則黑色粉末不變紅，澄清的石灰水不變渾濁；黑色粉末全部變紅，澄清的石灰水變渾濁，說明一氧化碳與黑色粉末反應生成二氧化碳，黑色的氧化銅與一氧化碳反應生成紅色的銅；若猜想（3）成立，則黑色粉末部分變紅，澄清的石灰水變渾濁；
【反思評價】（1）銅在溫度較高的情況下可與氧氣發生反應生成氧化銅，所以為了防止生成的銅再次被氧化，以及石灰水倒吸引起玻璃管炸裂，要通一氧化碳至玻璃管冷卻到室溫；
（2）從環保角度上看，上述裝置沒有尾氣處理裝置，所以要在b處安裝尾氣處理裝置，用氣球收集起來或利用一氧化碳的可燃性將其燃燒掉；
（3）猜想（2）玻璃管中發生反應是一氧化碳和氧化銅在加熱的條件下生成銅和二氧化碳，方程式是：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
故答案為：
【設計方案】

實驗中可能出現的現象	結論
黑色粉末不變紅，澄清的石灰水不變渾濁	猜想（1）成立
黑色粉末全部變紅，澄清的石灰水變渾濁	猜想（2）成立（填成立或不成立）
黑色粉末部分變紅，澄清的石灰水變渾濁	猜想（3）成立

【反思評價】（1）防止生成的銅再次被氧化、澄清的石灰水倒吸入玻璃管中（合理說法均可）；
（2）在b處放一只燃著的酒精燈（或安裝尾氣處理裝置或在b處導管處綁一個小氣球等）；
（3）CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．

點評 本題主要考查了一氧化碳的化學性質，了解一氧化碳的還原性、毒性、可燃性及一氧化碳還原氧化銅的注意事項才能依據題意正確分析和解答問題．