Question

（５分）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方程式。
(2)B裝置的作用是      ； 
(3)實驗后要從硬質大試管的剩余固體中回收金屬銅，寫出操作步驟(要求過程中要用到“濕法冶金”的原理)。

Answer 1

⑴2C + O₂^點燃 2CO   CuO+CO^△Cu+CO₂      CO₂ +  C  ^高溫  2CO
⑵防止反應后冷卻到室溫時，C裝置的溶液倒流
⑶將銅和氧化銅混合物加稍過量稀硫酸，黑色固體全部溶解后，加足量鐵粉，過濾， 洗滌， 用磁鐵吸出過量的鐵粉即可。

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）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．
（3）利用氧化銅能與酸反應，結合濕法煉銅的原理進行分析并回收到銅即可．
解：（1）在硬質試管中含有碳、氧化銅及氧氣，根據現象可知生成了銅所以硬質試管中生成了一氧化碳，石灰水變混濁所以可發生碳與氧氣生成二氧化碳，一氧化碳可還原氧化銅、以及碳還原二氧化碳的過程．
故答案為：2C+O₂^點燃2CO      CuO+CO^△Cu+CO₂    CO₂+C^高溫2CO
（2）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裝置可防止溶液倒流入硬質大試管中．
故答案為：防止反應后冷卻到室溫時，C裝置的溶液倒流
（3）氧化銅能與硫酸反應生成硫酸銅，濕法煉銅的原理是鐵與硫酸銅的反應，所以考慮用鐵置換出硫酸銅中的銅，過濾后再將剩余的鐵粉用磁鐵進行去除即可．
故答案為：將銅和氧化銅混合物加稍過量稀硫酸，黑色固體全部溶解后，加足量鐵粉，過濾，洗滌，用磁鐵吸出過量的鐵粉即可．
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．