Question

20．在實驗室中，老師用下面所示的裝置進行實驗（圖中固定試管的儀器已略去）：加熱一段時間后，觀察到木炭粉的質量明顯減少；氧化銅粉下部出現了一層紅亮的銅；澄清石灰水變渾濁．停止加熱并冷卻到室溫．

（1）寫出硬質大試管中發生的化學反應程式：2C+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO，CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO
（2）C裝置中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳氣體生成，說明A裝置已經發生了化學反應，發生的化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
（3）氣球的作用是收集化學反應生成的CO，防止有毒的CO污染環境
（4）在反應結束的時候，裝置B起到的作用是防止反應后冷卻到室溫時，C裝置的溶液倒流．

Answer 1

分析 （1）利用現象結合硬質試管中物質的性質分析反應的發生；
（2）根據二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁分析；
（3）反應中有一氧化碳生成，一氧化碳有毒，會對環境造成污染，加氣球收集一氧化碳防止環境污染；
（4）反應后容器內氣體冷卻后容器內壓強減小，C裝置中的溶液會倒流，加入B裝置可防止溶液進入硬質大試管中．

解答 解：（1）在硬質試管中含有碳、氧化銅及氧氣，根據現象：加熱一段時間后，觀察到木炭粉的質量明顯減少；氧化銅粉下部出現了一層紅亮的銅；澄清石灰水變渾濁．可知生成了銅，所以硬質試管中生成了一氧化碳；石灰水變混濁，說明有二氧化碳生成；所以可發生碳與氧氣生成一氧化碳，一氧化碳可還原氧化銅、以及碳還原二氧化碳的過程，正確書寫出其化學方程式為：2C+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO、CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，C裝置中澄清石灰水變渾濁，此現象說明有二氧化碳氣體生成，說明A裝置已經發生了化學反應，其反應方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）反應中碳不完全燃燒生成一氧化碳，二氧化碳與碳高溫下生成一氧化碳，一氧化碳有毒，會對環境造成污染，加氣球收集化學反應生成的CO，防止有毒的CO污染環境；
（4）反應后容器內氣體冷卻時容器內壓強減小，C裝置中的溶液會倒流，加入B裝置可防止反應后冷卻到室溫時，C裝置的溶液倒流；
故答案為：
（1）2C+O₂ $\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO、CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO₂+C$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2CO；
（2）有二氧化碳氣體生成，說明A裝置已經發生了化學反應；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）收集化學反應生成的CO，防止有毒的CO污染環境；
（4）防止反應后冷卻到室溫時，C裝置的溶液倒流．

點評 此題是一道實驗的綜合題，解題的關鍵是對相關物質性質的分析，另外解題時實驗的一些關鍵現象也常常是解題的重要突破口，同時考查了有毒氣體對環境的污染．