Question

(15分)某研究小組設計如下裝置分離CO和CO₂的混合氣體并探究CO還原氧化銅的產物和過氧化鈉的性質。已知氯化鈀（PdCl₂）溶液遇CO氣體會產生黑色沉淀(金屬單質)。夾持裝置未畫出。

（題9圖）
（1）試劑X、Y的焰色反應均呈黃色，則X、Y可能是           、           .
（2）連接裝置、檢驗氣密性并裝好藥品后，關閉分液漏斗活塞和K₃，打開K₁、K₂，分離出CO，當觀察到                 現象時，可對C裝置進行加熱操作，反應產物為紅色固體。
（3）查詢資料獲得以下信息：①Cu₂O為紅色固體；②常溫下，Cu²⁺在溶液中穩定，Cu⁺易在酸性條件下發生反應：2Cu⁺ =Cu²⁺+Cu。
甲、乙兩組同學取上述紅色固體(用M代表)進行實驗，探究其成分：

組別	實驗操作	實驗現象或數據	結 論
甲	① 向a g M中加入一定量稀硫酸，充分攪拌； ② 繼續滴加稀硫酸至過量, 充分反應.	①固體明顯減少； ②仍然有一定量固體，溶液呈藍色	①M中一定有Cu2O; ②M中一定有Cu.
乙	將甲實驗后所得溶液過濾 將濾渣洗滌、干燥、稱量	濾渣質量為g	M為Cu和Cu2O的混合物

(i)乙組同學認為甲組同學所得結論不可靠，其理由是                    .
(ii)甲組同學配合乙組同學進行了計算,認為乙組同學的結論是正確的,并得出M中Cu和Cu₂O的物質的量之比是                  .
（4）C裝置反應結束后，欲從混合氣體中分離出CO₂，需進行的主要操作是           .實驗過程中D裝置產生白色沉淀的離子方程式為                                    .
（5）Z試劑為混有KI的苯溶液，則E裝置中可能產生的現象是                   .

Answer 1

（1）NaHSO₄  NaOH（各1分，共2分）；
（2）F裝置中出現少量黑色沉淀（2分）；
（3）M可能只含Cu₂O,因Cu₂O在酸性條件下反應會生成Cu（2分）；1：4 .(3分)
（4）關閉K₁、K₂，打開K₃和分液漏斗活塞（2分）；
2AlO₂^- + CO₂ + 3H₂O=2Al(OH)₃↓+CO₃^2-
或AlO₂^- + CO₂ + 2H₂O=Al(OH)₃↓+HCO₃^-（2分）
（5）溶液分層,上層呈現紫紅色；（2分）

試題分析：根據題給裝置圖知，從K₁將CO和CO₂的混合氣體通過A，關閉分液漏斗活塞和K₃，Y可吸收二氧化碳反應，打開K₁、K₂，CO與氧化銅發生氧化還原反應，可驗證CO的還原性，氯化鈀（PdCl₂）溶液遇CO氣體會產生黑色沉淀，則F中出現沉淀，說明CO充滿裝置，然后可加熱；C裝置反應結束后，關閉K₁、K₂，打開K₃和分液漏斗活塞，加X可與碳酸鹽反應生成氣體二氧化碳，D中生成沉淀為氫氧化鋁，則B中發生二氧化碳與過氧化鈉的反應生成氧氣，所以Z中的KI可被氧化生成碘單質，溶解在苯中為紫紅色，G中的堿液可防止空氣的二氧化碳進入裝置。（1）試劑X、Y的焰色反應均呈黃色，均含Na元素，X顯酸性，Y顯堿性，則X為NaHSO₄，Y為NaOH；（2）CO不純時加熱發生爆炸，則F裝置中出現少量黑色沉淀，CO充滿裝置可加熱C裝置；（3）（i）甲的實驗中M可能只含Cu₂O，因Cu₂O在酸性條件下發生氧化還原反應會生成Cu，同時生成硫酸銅溶液，則實驗結論不可靠；（ii）agM固體，加硫酸反應后濾渣質量為a/2g，則Cu和Cu₂O分別為xmol、ymol，Cu⁺易在酸性條件下發生反應：2Cu⁺=Cu²⁺+Cu，則64x+160y＝a，64x+64y＝a/2，解得x：y=1：2；（4）由上述分析可知，欲從混合氣體中分離出CO₂，需進行的主要操作是關閉K₁、K₂，打開K₃和分液漏斗活塞；D裝置產生白色沉淀的離子方程式為2AlO₂^-+CO₂+3H₂O=2Al（OH）₃↓+CO₃^2-或AlO₂^-+CO₂+2H₂O=Al（OH）₃↓+HCO₃^-；（5）Z中的KI可被氧化生成碘單質，溶解在苯中為紫紅色，則E裝置中可能產生的現象是溶液分層，上層呈現紫紅色。