Question

【題目】某校學生課外活動小組的同學設計下圖所示實驗裝置，用來驗證一氧化碳具有還原性，回答下列問題：

(1)寫出裝置A中所發生反應的離子方程式：__________。

(2)裝置B中最適宜的試劑是_________________。

(3)若實驗中沒有裝置C，使裝置B與裝置D直接相連，會對實驗造成的影響是_______。

(4)根據實驗中的___________________現象，可證明CO具有還原性。

(5)若要根據裝置F中澄清石灰水變渾濁的現象確認一氧化碳具有還原性，應在上圖裝置________與______之間連接下圖中的________裝置(填序號)。

Answer 1

【答案】CaCO3+2H＋=Ca2＋+H2O+CO2↑ 飽和碳酸氫鈉溶液 沒有除去氣體中的水蒸氣，高溫下水蒸氣與炭反應生成H2和CO，H2也能還原CuO，影響實驗結果 E裝置中黑色CuO變成紅色 D E ②

【解析】

在裝置A中鹽酸和石灰石反應生成二氧化碳，反應產生的二氧化碳氣體通過盛有的NaHCO3飽和溶液裝置B中可以除去其中混有的雜質HCl氣體，氣體再通過C裝置中的濃硫酸干燥得到純凈CO2。在D中高溫條件下，C和CO2反應生成CO；CO能還原CuO產生單質Cu和CO2，使固體由黑色變為紅色，CO2能夠使澄清石灰水變渾濁。在C和CO2反應的反應中，CO2不可能完全轉化為CO，所以從D裝置出來的氣體中含有CO2，為防止未反應的CO2的干擾，應先把原來的CO2除去。

(1)裝置A中，鹽酸和石灰石反應生成二氧化碳、氯化鈣和水，其反應離子方程式為：CaCO3+2H＋=Ca2＋+H2O+CO2↑；

(2)實驗室用鹽酸和石灰石制取CO2，該反應是放熱反應，反應放出的熱量導致鹽酸中的HCl揮發，因此制取的CO2中含有雜質HCl氣體，為除去HCl氣體，同時不減少CO2氣體，選取的試劑應能除去氯化氫氣體且不和二氧化碳反應，一般常用飽和的NaHCO3溶液；

(3)裝置C的作用是干燥CO2氣體，若沒有該裝置，CO2中的水蒸氣高溫下也可以與C反應生成H2和CO，H2也能還原CuO，無法檢驗CO具有還原性；

(4)在高溫條件下，在裝置D中CO2和C反應生成CO，所以D裝置中的黑色固體是炭，反應方程式為CO2+C2CO，一氧化碳具有還原性，在裝置E中發生反應：CO+CuOCu+CO2，所以CO能還原黑色的氧化銅，使其變為紅色的銅單質，因此E裝置中黑色CuO變成紅色，就證明了CO的還原性；

(5)在高溫條件下，C和CO2反應產生CO，CO2不可能完全轉化為CO，所以由D裝置出來的氣體中含有CO2，為防止未反應的CO2的干擾，應先把D出來的CO2除去，再將CO氣體通過E裝置。所以在D、E之間增加一個 除去CO2的裝置，由于CO2是酸性氧化物，所以用堿性固體物質除去，合適的裝置是②。