碳一氧化碳氢气还原金属氧化物.docx
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碳一氧化碳氢气还原金属氧化物
碳、氢气、一氧化碳还原金属氧化物
【考点过关】
1.化学反应方程式:
(四高温二加热)
(1)碳和氧化铁反应:
2Fe2O3+3C=4Fe+3CO2(高温)
(2)碳和氧化铜反应:
C+2CuO=2Cu+CO2(高温)
(3)一氧化碳和氧化铁反应:
:
3CO+Fe2O3===2Fe+3CO2(高温)
(4)一氧化碳和氧化铜反应:
CuO+CO=Cu+CO2(加热)
(5)氢气和氧化铁反应:
Fe2O3+H2=2Fe+3H2O(高温)
(6)氢气和氧化铜反应:
H2+CuO==Cu+H2O(加热)
2.碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验
化学方程式
C+2CuO=2Cu+CO2
CuO+CO=Cu+CO2
H2+CuO==Cu+H2O
反应条件
高温
加热
加热
实验现象
试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色,澄清的石灰水变浑浊
玻璃管中的固体由黑色逐渐变成亮红色,澄清的石灰水变浑浊,并且有气泡从中不断地溢出。
(酒精灯有蓝色火焰生成)
试管中的固体由黑色逐渐变成亮红色,同时管口有水滴生成.
实验要求和注意事项
要把刚烘干的碳粉和氧化铜粉末要均匀混合后,平铺在试管底部,试管口略向下倾斜(防止有水倒流到试管底部,使其炸裂),在酒精灯的灯焰上最好加一个网罩(以使火焰集中并提高温度,或者使用酒精喷灯来加热);实验结束时,要先撤出导气管,再移走并熄灭酒精灯,待试管冷却后再把试管内的粉末倒在纸上(防止石灰水倒吸到试管里,炸裂试管;也为了使粉末冷却,防止还原出来的铜再次被氧化)
反应前,先通一段时间一氧化碳,然后再加热(目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气,防止一氧化碳与其中的空气混合后,被点燃发生爆炸);反应后,先撤走并熄灭酒精灯,等固体冷却后再停止通一氧化碳(目的是防止石灰水倒吸到玻璃管内,使其炸裂;也为了使固体冷却,防止刚还原出来的铜再次被氧化);并且,由于一氧化碳有毒,如果直接排放到空气中,会造成污染,所以还要用点燃或收集的方法等来处理尾气.
反应前,试管口略向下倾斜(防止有水倒流到试管底部,使其炸裂;同时,也有利于氢气在试管底部聚集参与反应),将氢气验纯后先通一段时间氢气,然后再加热(目的是为了尽可能的排净玻璃管内的空气,防止氢气与其中的空气混合后,被点燃发生爆炸);反应后,继续通入氢气,直到试管及其中的固体冷却后,再停止通氢气(目的是为了使固体冷却,防止刚还原出来的铜再次被氧化).
3.实验固态物质的重要物理性质:
(1)铜:
红色固体
(2)氧化铜:
黑色固体 (3)铁:
黑色固体
(4)氧化铁:
红色固体 (5)碳:
黑色固体
4.实验气态物质的除杂与检验:
气体
氢气
一氧化碳
二氧化碳
水蒸气
检验
点燃,在火焰上方罩一个干冷的烧杯。
气体燃烧生成淡蓝色火焰且烧杯内壁有水珠证明气体为氢气
让待检气体在空气中燃烧,在火焰上方罩一干燥的小烧杯,烧杯上无水珠生成,然后将产物与澄清的石灰水接触,澄清的石灰水变浑浊,则证明燃烧气体为CO
将气体通入澄清的石灰水,如果澄清的石灰水变浑浊,则通入的气体是CO2。
将气体导入无水硫酸铜中,无水硫酸铜变蓝,则证明H2O。
除杂
将待检气体通过灼热的CuO,CuO由黑色变为红色,并将产物导入无水硫酸铜中,无水硫酸铜变蓝,则证明通入CuO的气体是H2。
将待检气体通过灼热的CuO,CuO由黑色变为红色,并将产物导入澄清石灰水中,澄清石灰水变浑浊,则证明通入CuO的气体是CO。
将气体通入NaOH溶液
将气体通入浓硫酸
【考题精做】
1.有甲、乙、丙三种纯净物,甲为黑色固体,乙、丙为无色气体。
点燃时,甲既能生成乙,也能生成丙;丙点燃也能生成乙。
在以下关于这三种物质推断的叙述中,正确的是()
A.甲是一种化合物 B.乙是一氧化碳
C.丙是一氧化碳 D.丙是二氧化碳
2.已知A、B为两种黑色粉末,其中A为单质,D为红色固体。
A~E五种物质之间的转化关系如图所示。
写出下列物质的名称:
A____;B____;D____;E____。
3.某同学为研究相同条件下一氧化碳和氢气哪个还原氧化铁的量更多,将一氧化碳和氢气等体积混合后先通过图甲装置,再通过图乙中的仪器组合。
为达到实验目的,图乙中仪器选择和连接最好的是( )
A.cba B.cda C.cbd D.bca
4.氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置如图所示,有关说法错误的是()
A.实验时都应该先通入气体后加热,防止发生爆炸
B.两者都可以通过观察黑色固体颜色的变化判断反应是否发生
C.甲试管略向下倾斜,乙玻璃管保持水平,是因为两种气体的密度不同
D.甲无尾气处理装置而乙有,是因为一氧化碳有毒而氢气无毒
5.(2013德州)对于化学反应,我们不但要考虑加入的试剂,还要考虑环境中的其他物质对化学反应的影响。
教材中“木炭还原氧化铜”的实验(如图)。
(1)根据你所学化学知识猜测:
试管A中,除C、CuO外,还可能有物质________(写化学式,下同)参与反应。
除木炭可以还原氧化铜外,经反应生成的________也可以还原氧化铜。
写出相应的化学方程式______________________________
要排除环境对该反应的影响,你认为应采取何种措施?
(2)请你推测,进入试管B的气体,除二氧化碳外,还可能有______。
要想使进入试管B中的二氧化碳全部被吸收,应采取什么措施?
______________________________。
5.某实验小组模拟高炉炼铁的化学反应原理进行实验,其装置如下图所示,请回答下列问题。
(1)A处通入气体的化学式为___________,C中盛有的试剂是___________;
(2)B、c处发生反应的化学方程式分别是
____________________________________;_________________________________
(3)该套装置的不足之处是____________,
(4)如果实验开始时先点燃酒精喷灯,后通入CO气体,可能产生的后果是?
如果实验结束后先停止通入CO气体,后熄灭酒精喷灯,可能产生的后果是?
6.X、Y、Z、甲、乙、丙均为初中化学常见的物质,其中X、Y、Z为单质,X为黑色固体,Z为红色固体;甲、乙、丙为氧化物,丙为黑色固体。
它们之间在一定条件下存在如图所示的转化关系(图中部分生成物已略去):
(1)写出下列物质的化学式:
Y 、甲 、丙 。
(2)写出下列反应的化学方程式:
X→甲:
X→Z:
乙→Z:
7.(2015安顺)竹炭包是一种集观赏与空气净化为一体的产品。
这种产品可对车内及室内空气中的一氧化碳、甲醛等有害气体进行吸附。
某课外活动小组对竹炭进行初步探究。
【提出问题】竹炭中是否含有碳元素
【猜想与假设】竹炭中含有碳元素
【查阅资料】新鲜的血液,遇一氧化碳由鲜红变为暗红。
【设计实验】所用装置如下图所示。
(A装置的作用为吸收空气中的水和二氧化碳)
(1)实验开始后,C装置中产生白色沉淀,发生反应的化学方程式为,E装置中新鲜的鸡血变为暗红色。
(2)小玥认为应在A、B装置间,再增加一个C装置,目的是。
(3)课外活动小组的同学设计的这套装置的不足之处是,请你设计解决的方法。
(4)小亮认为可以用右图所示的装置,替换原装置中的E装置,
你认为(填“可以”或“不可以”),原因是。
【结 论】竹炭中含有碳元素。
【拓展应用】竹炭细密多孔,竹炭牙膏中含有竹炭等成分具有消炎、止痛、化淤、去污等功效,下列有关竹炭牙膏的用途描述不正确的是。
A、可除衣领袖口等处的汗渍
B、不能除去口中异味
C、虫咬、灼伤可消炎止痛
8.甲酸(HCOOH)通常是一种无色易挥发的液体,它在浓硫酸作用下易分解,反应的化学方程式为HCOOH
CO↑+H2O。
某课外活动小组的同学欲用该反应来制取纯净的CO还原氧化铜粉末,并检验反应后的生成物,现有下列仪器或装置供选择:
(1)该小组同学另查阅资料:
NaOH溶液可以吸收甲酸气体。
则各仪器的接口连接顺序为 (填字母)。
(2)从开始加热到实验结束,装置⑤中玻璃管内的现象为 ,发生反应的化学方程式为 。
(3)上述实验还存在一个明显的不足之处,请指出并提出改进方案:
。
9.某研究性学习小组利用如图所示装置研究碳的氧化物的性质(固定装置略),已知无水CaCl2可以作为干燥剂。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为 。
(2)装置B的作用是 。
(3)装置D中玻璃管内的现象为 。
(4)图中装置E是安全瓶,能防止倒吸,从实验安全考虑,本实验还应在装置 (填序号)之前增加装置E。
(5)装置最后气球的作用是 。
10.某氧化铜(CuO)粉末中混有少量铜粉,现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中氧化铜的含量,请根据图示内容回答下列问题(提示:
浓硫酸、氯化钙、碱石灰可用作干燥剂)。
(1)X是常见还原性气体CO、H2中的一种(可能含有少量的水和二氧化碳),请根据装置判断X为____(填物质名称)。
(2)若缺少B装置,将导致反应后____(填装置序号)装置内物质的质量产生偏差。
(3)已知反应前混合物的总质量为15.2g,完全反应后U形管内物质的质量增加了2.7g(损失忽略不计),则原混合物中氧化铜的质量分数为____%(保留到0.1)。
(4)若进入C中的气体换成
(1)中两种还原性气体中的另外一种,同样要求用该装置完成测定实验,则应该把D改为装有____(填物质名称)溶液的试剂瓶。