Question

化學興趣小組的同學對碳及碳的氧化物進行了一系列拓展性探究學習．
【探究一】二氧化碳的性質的拓展探究
（1）傾倒二氧化碳實驗
甲、乙兩同學將兩瓶完全相同的足夠的二氧化碳氣體，分別以甲圖、乙圖的方式將二氧化碳氣體慢慢倒入燒杯中，請分析回答：
①甲同學用甲圖的方式傾倒，觀察到兩根蠟燭是由下而上熄滅，該實驗說明二氧化碳具有______、______的性質．
②乙同學用乙圖的方式傾倒，觀察到的結果是兩根蠟燭都沒有熄滅，請你聯系學科知識分析，蠟燭沒有熄滅的原因
______．
（2）二氧化碳與二氧化硫溶解性對比實驗
丙同學用相同的試管分別收集了二氧化碳和二氧化硫，做了如右圖所示的對比實驗，現象如圖．分析該現象得到的結論是______．該實驗設計的思路：一是利用對比實驗，二是利用______的原理產生實驗現象．
【探究二】在學習了木炭還原氧化銅的實驗后，小明對課本上實驗進行如下改進：
將CuO和足量炭粉充分混合，平鋪在反應管a中，在b瓶中盛足量澄清石灰水，按圖連接儀器（加熱裝置和固定裝置省略，下同）．

實驗開始時緩慢通入氮氣，過一段時間后，加熱反應管a，觀察到管內有紅色固體產生，b瓶的溶液中出現白色渾濁．待反應完全后，停止加熱，仍繼續通氮氣，直至反應管冷卻．根據以上敘述回答問題：
（1）通N₂的目的是______．
（2）寫出b瓶中發生反應的化學方程式______．
（3）停止加熱前是否需要先斷開a和b的連接處？______．為什么？______．
（4）小梅認為：木炭與氧化銅反應產生的氣體中既有CO₂，又有CO．為驗證此猜想，小梅對上述裝置做了如下改進并實驗：

小梅觀察到______現象，證明了氣體中的確含有CO．
小明認為小梅的實驗不能證明木炭與氧化銅反應產生了CO₂，其理由是
______．（5）本實驗的尾氣是否需處理？如需處理，請回答如何處理；如不需處理，請說明理由：
______．

Answer 1

解：【探究一】（1）①由兩根蠟燭都熄滅可知二氧化碳既不能燃燒也不支持燃燒，由兩根蠟燭是由下而上熄滅說明二氧化碳先聚集在下邊，所以二氧化碳密度比空氣大；
②由于蠟燭燃燒放出大量的熱，二氧化碳受熱后密度變得比空氣小，隨著熱氣流上升，因此二氧化碳沒有進入燒杯，所以不能熄滅；
（2）通過實驗現象可知盛二氧化硫的試管內進入的水多，也就是說二氧化硫要比二氧化碳在水中溶解得多；試管內能進入水說明氣體溶于水后使試管內壓強減小，在外界大氣壓的作用下，水進入試管內；
【探究二】（1）實驗前通N₂的目的是排凈裝置內空氣防止爆炸；
（2）反應物是二氧化碳和氫氧化鈣，生成物是碳酸鈣和水，碳酸鈣后面標上下降符號；
（3）碳與氧化銅反應完畢后不能立即停止通氮氣，因為停止通氮氣后會進入空氣，生成的銅又被氧氣氧化為氧化銅；只要通著氮氣，液體就不會倒吸；
（4）由于一氧化碳具有還原性，能還原氧化銅，使黑色固體變為紅色，所以通過灼熱的氧化銅來檢驗是否存在一氧化碳；所以通過黑色固體變為紅色來判斷含有一氧化碳；
甲裝置位于碳與氧化銅反應裝置的后面，且甲中CO與CuO反應生成了CO₂也使澄清石灰水變渾濁，因此不能證明木炭與氧化銅反應生成了CO₂；
（5）由于尾氣中含有大量的一氧化碳，一氧化碳有毒能污染空氣，所以要進行尾氣處理，用酒精燈點燃即可．
故答案為：
【探究一】（1）①既不能燃燒也不能支持燃燒；密度比空氣大；（2）二氧化硫在水中的溶解能力大于二氧化碳；氣體溶于水使試管內壓強減小；
【探究二】（1）將反應管內的空氣（或O₂）排盡；（2）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）不需要；因為繼續通入氮氣，b瓶中的液體不會倒吸入a管；（4）甲中有紅色固體生成；因為甲中CO與CuO反應生成了CO₂也使澄清石灰水變渾濁，因此不能證明木炭與氧化銅反應生成了CO₂；需要，因為反應過程中有CO產生，可在尾氣管口放上一個點燃的酒精燈．
分析：【探究一】（1）①要從蠟燭熄滅和從下往上熄滅來分析出二氧化碳的性質再考慮得出的結論；②沒有熄滅說明二氧化碳沒有進入燒杯內，再考慮二氧化碳受熱后密度變化問題；（2）通過進入試管內水的多少來考慮二氧化碳和二氧化硫溶解性大小問題；
【探究二】（1）根據通入氮氣的作用考慮（2）根據方程式的寫法考慮：一寫二配三注明；
（3）根據該實驗的實驗步驟中的注意事項考慮：實驗完畢不能立即停止通氮氣的理由考慮；
（4）根據一氧化碳的性質考慮一氧化碳的檢驗，一氧化碳還原氧化銅能生成銅和二氧化碳，根據實驗現象來分析；
（5）根據實驗后的尾氣中含有大量的一氧化碳，并且一氧化碳屬于有毒氣體能污染空氣考慮本題．
點評：通過回答本題知道了二氧化碳的性質的驗證方法，一氧化碳的驗證方法，了解了二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的特性，利用一氧化碳的還原性來考慮驗證方法．