Question

如圖所示，某同學用一氧化碳代替氫氣還原氧化銅制取金屬銅．請你參與他的探究過程，并回答下列問題．
（1）試寫出一氧化碳與氧化銅反應生成金屬銅和二氧化碳的化學方程式：______．
（2）該裝置中，右邊的酒精燈的作用是______．
（3）實驗結束后，該同學對A處殘留固體的組成進行了探究．
查閱資料得知，由于給氧化銅加熱溫度不夠或通入一氧化碳不足，反應不僅能生成銅，還可能生成中間產物氧化亞銅（化學式為Cu₂O）．氧化亞銅也是一種紅色固體，難溶于水，可與稀硫酸發生如下反應：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O
①殘留固體的組成有哪幾種可能？（用化學式表示）______．
②請你設計實驗，證明氧化銅是否全部轉化為金屬銅．

實驗內容和步驟	觀察到的實驗現象和結論

Answer 1

解：（1）一氧化碳還原氧化銅生成紅色銅單質和二氧化碳，化學方程式是：CO+CuOCu+CO₂；
（2）一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染大氣，故可利用其可燃性將其燃燒掉；
（3）①一氧化碳和氧化銅反應生成銅，可能生成中間產物氧化亞銅，可看成過程為：氧化銅--氧化亞銅--銅，從一氧化碳的量考慮產物成分．產物可能有：全部為銅；銅和氧化銅的混合物；銅和氧化亞銅的混合物；氧化銅、氧化亞銅的混合物；銅、氧化銅和氧化亞銅的混合物；
②銅與稀硫酸不反應，而氧化銅、氧化亞銅都與稀硫酸反應生成硫酸銅，溶液為藍色；氧化銅、氧化亞銅都可被一氧化碳還原，生成二氧化碳，可據此設計實驗進行鑒別；
故答案為：（1）CO+CuOCu+CO₂；
（2）將未參加反應的CO燃燒掉，防止污染空氣；
（3）①a．Cu；b．Cu、CuO；c．Cu、Cu₂O；d．CuO、Cu₂O；e．Cu、Cu₂O、CuO；f．Cu₂O；
②

實驗內容和步驟	觀察到的實驗現象和結論
取少量殘留固體于試管中，加入少量稀硫酸，充分振蕩． （或按圖中的裝置，在通CO的同時，繼續加熱A處的殘留固體．）	若溶液不變藍色，證明氧化銅全部轉化為金屬銅． （若溶液變成藍色，證明氧化銅沒有全部轉化為 金屬銅．） （若石灰水不變渾濁，證明氧化銅全部轉化為金 屬銅．若石灰水變渾濁，證明氧化銅沒有全部轉化為金屬銅．）

分析：（1）根據一氧化碳還原氧化銅，生成紅色銅單質和二氧化碳書寫方程式；
（2）據一氧化碳有毒，不溶于水，可燃，分析解答；
（3）由信息一氧化碳和氧化銅反應不僅能生成銅，還可能生成中間產物氧化亞銅，從物質間能否完全反應考慮殘留固體成分；
（4）由銅、氧化銅、氧化亞銅的性質區別設計實驗．
點評：本題考查了一氧化碳還原氧化銅原理，以及對最終產物成分的猜想和實驗設計，較綜合的考查了學生的思維能力和解題能力．