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）試寫出一氧化碳和氧化銅反應生成金屬銅和二氧化碳的化學方程式：

 

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（2）該裝置中，右邊的酒精燈的作用是

 

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（3）實驗結束后，該同學對A處殘留固體的組成進行探究．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）．氧化亞銅是一種紅色固體，難溶于水，可與稀硫酸發(fā)生如下反應：Cu₂O+H₂SO₄═CuSO₄+Cu+H₂O
①在氧化亞銅中銅元素的化合價為

 

；
②殘留固體的組成有哪幾種可能？（用化學式表示）

 

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③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(xiàn)象和結論

Answer 1

分析：根據(jù)一氧化碳還原氧化銅，生成紅色銅單質和二氧化碳．一氧化碳有毒，不溶于水，可燃．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．由銅、氧化銅、氧化亞銅的性質區(qū)別設計實驗．

解答：解：（1）一氧化碳還原氧化銅的化學方程式：CO+CuO

高溫  .

Cu+CO₂
（2）一氧化碳有毒，可燃，答案為：將未參加反應的CO燃燒掉，防止污染空氣
（3）①由正負化合價總和為零，氧為-2價，故答案為：+1價
②一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：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．故答案為：a．Cu（銅）；b．Cu、CuO（銅、氧化銅）；c．Cu、Cu₂O（銅、氧化亞銅）；d．CuO、Cu₂O（氧化銅、氧化亞銅）；e．Cu、Cu₂O和CuO（銅、氧化亞銅和氧化銅）；f．Cu₂O（氧化亞銅）；
③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．故答案為：

實驗內容和步驟	觀察到的實驗現(xiàn)象和結論
取殘留固體少量于試管中，加入少量稀鹽酸，充分振蕩． （或按圖裝置，在通入CO的同時，繼續(xù)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．）

點評：本題考查了一氧化碳還原氧化銅原理、實驗中的注意點．對最終產物成分的猜想和實驗設計學生的思維能力和解題能力要求較高．