Question

【題目】興趣小組對“一氧化碳還原氧化銅”的實驗進行拓展研究。

（查閱資料）

Ⅰ．制取 CO 的方法：加熱碳酸鎂和鋅粉的混合物，反應原理為：MgCO3+Zn==MgO+ZnO+CO↑Ⅱ．處理尾氣的方法：用氯化亞銅的氨水溶液吸收一氧化碳，溶液中會出現紅色固體。

（設計方案）根據上述資料設計如下實驗裝置(固定裝置略，裝置氣密性良好)：

（實驗步驟）

第一步：打開彈簧夾，通入一會兒氮氣；

第二步：關閉彈簧夾，點燃兩個酒精燈；

第三步：一段時間后，熄滅兩個酒精燈；

第四步：……

（實驗分析）

（1）實驗過程中，觀察到 B 處的實驗現象是________；

（2）C 處發生反應的化學方程式是____________；

（3）D 處發生反應的化學方程式為：2CuCl+2CO+2X═Cu2Cl2(CO)2·2H2O↓，其中 X 的化學式為____________

（4）第四步操作是：打開彈簧夾，再通入氮氣至____________。

（5）若 A 處有 mg MgCO3 參加反應，實驗結束后 C 處生成 ng CaCO3，此時 D 裝置的溶液中有紅色固體析出，則 m 與 n 數量上的關系為____________。

Answer 1

【答案】黑色固體變成紅色 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O H2O 裝置冷卻到室溫 25m＞21n

【解析】

（1）根據一氧化碳的還原性分析；

（2）根據二氧化碳能與石灰水反應的性質分析；

（3）根據質量守恒定律來分析；

（4）根據氮氣的性質、防止液體倒吸的措施來分析；

（5）根據題干信息以及質量守恒定律來分析。

（1）實驗過程中，可觀察到B處黑色粉末變紅，是因為一氧化碳和氧化銅反應生成了二氧化碳和銅，故填：黑色粉末變紅；

（2）二氧化碳與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為；故填：；

（3）由化學方程式可知，反應前有：2個銅原子、2個氯原子、2個碳原子、2個氧原子和2個X分子；反應后有：2個銅原子、2個氯原子、2個碳原子、4個氧原子、4個氫原子，所以2X中含有4個氫原子和2個氧原子，即X的化學式為H2O，故填：H2O；

（4）上述實驗步驟中，第一步的操作目的是排盡空氣，防止一氧化碳和空氣混合時可能發生爆炸。停止加熱后，應持續通入氮氣至玻璃管冷卻至室溫，以防液體倒吸炸裂玻璃管，故填：裝置冷卻至室溫；

（5）若A處有mg的 MgCO3參加反應，C處生成ngCaCO3，實驗現象是D處溶液中出現紅色固體，這是因為D處溶液中出現紅色固體時，碳酸鎂和鋅反應生成的一氧化碳一部分和氧化銅反應生成了二氧化碳，一部分和氯化亞銅的氨水溶液反應，而由，

，可知：

若84:100=m:n，即25m=21n時，碳酸鎂與鋅反應生成的一氧化碳完全還原氧化銅生成了二氧化碳，二氧化碳全部被石灰水吸收生成碳酸鈣沉淀，若D處溶液中出現紅色固體，說明一氧化碳沒有完全與氧化銅反應，這部分一氧化碳與用氯化亞銅的氨水溶液反應，溶液中出現紅色固體。因此D處溶液中出現紅色固體時，說明25m＞21n。故填：25m＞21n。