某化學(xué)興趣小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下,對(duì)碳與氧化銅反應(yīng)生成的氣體產(chǎn)物進(jìn)行如下探究式學(xué)習(xí)。
【查閱資料】①通常情況下氧元素顯-2價(jià),銅元素有+1、+2兩種化合價(jià)。
②碳在高溫下不僅能跟金屬氧化物反應(yīng),而且還能與二氧化碳反應(yīng)。
【探究一】探究是否有CO2生成
如圖1所示裝置,取烘干后的C和CuO粉末混合均勻平鋪在硬質(zhì)試管底部,用酒精噴燈加熱一段時(shí)間,發(fā)現(xiàn)硬質(zhì)管中有暗紅色固體出現(xiàn),試管中足量的澄清石灰水變渾濁且有氣泡不斷冒出。
(1)結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,硬質(zhì)玻璃試管中發(fā)生反應(yīng)的方程式為 。
(2)有同學(xué)猜測(cè)暗紅色固體還可能是另一種銅的氧化物,并猜測(cè)它的化學(xué)式為
Cu2O
Cu2O
。
針對(duì)上述實(shí)驗(yàn)中“有氣泡不斷冒出”的現(xiàn)象,有同學(xué)提出實(shí)驗(yàn)還可能產(chǎn)生CO氣體。
【實(shí)驗(yàn)二】探究是否有CO生成
如圖2裝置所示,用定制的硬質(zhì)短試管進(jìn)行反應(yīng),用平底三頸燒瓶收集試管中反應(yīng)產(chǎn)生的氣體。三頸燒瓶一端口徑連接雙孔橡膠塞(配細(xì)而短的導(dǎo)氣管),并套上氣球。同時(shí)用無(wú)線CO、CO2傳感器,分別采集不同質(zhì)量比反應(yīng)物反應(yīng)生成的CO和CO2的含量變化數(shù)據(jù)如圖3和圖4所示。
(3)實(shí)驗(yàn)前必須檢查圖2所示裝置的氣密性,操作方法是稍加熱裝置,觀察到 氣球脹大,停止加熱后一段時(shí)間氣球又恢復(fù)原狀
氣球脹大,停止加熱后一段時(shí)間氣球又恢復(fù)原狀
,則說(shuō)明裝置氣密性良好。
(4)加熱前,向平底三頸燒瓶和硬質(zhì)試管中通入足量的氮?dú)猓康氖?排凈裝置內(nèi)的空氣
排凈裝置內(nèi)的空氣
。結(jié)合提供的資料,產(chǎn)生CO的可能原因是 碳在高溫下與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳
碳在高溫下與二氧化碳反應(yīng)生成一氧化碳
。
(5)圖3中CO濃度低的原因可能是 一氧化碳與氧化銅在高溫下發(fā)生反應(yīng)(合理即可)
一氧化碳與氧化銅在高溫下發(fā)生反應(yīng)(合理即可)
。
(6)圖4中可得出反應(yīng)物的質(zhì)量比與產(chǎn)生CO的量的大小關(guān)系是 氧化銅與碳的質(zhì)量比越大,產(chǎn)生的一氧化碳的氣體越少(合理即可)
氧化銅與碳的質(zhì)量比越大,產(chǎn)生的一氧化碳的氣體越少(合理即可)
。
(7)通過(guò)探究,從環(huán)保的角度分析圖1裝置的不足之處是 沒(méi)有對(duì)尾氣中的CO進(jìn)行處理
沒(méi)有對(duì)尾氣中的CO進(jìn)行處理
。