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实验九 碳和一氧化碳的性质实验——初中化学实验汇编
＊知识点归纳
1、碳与氧气的反应(可燃性)
(1)充分燃烧(氧气充足时)：
(2)不充分燃烧(氧气不足时)：
2、碳与某些氧化物的反应(还原性)
在加热或高温条件下碳能夺取氧化物中的氧。随着温度的升高，碳的活动性增强，表现出还原性。
(1)木炭还原氧化铜
实验装置：
实验现象：黑色粉末变为光亮的红色，生成的气体能使澄清石灰水变浑浊。
实验原理：
注意事项：①试管口要略向下倾斜，是为了防止水蒸气冷凝倒流到试管底部，炸裂试管；
②用酒精灯（可加网罩以使火焰集中并提高温度）或酒精喷灯加热时，应先均
匀加热，然后固定在有药品的部位加热；
③实验结束，先把导管从澄清的石灰水中拿出，再熄灭酒精灯，防止澄清石灰
水倒吸炸裂试管；
④在加药品时要注意，木炭粉要稍稍过量，因为有一部分木炭与试管中的氧气
反应，生成一氧化碳。为了让氧化铜充分反应，所以木炭粉要稍稍过量。
(2)焦炭可以把铁从它的氧化物矿石里还原出来。相关反应方程式为：。
(3)在高温条件下，碳还能使二氧化碳转变成一氧化碳：
3、一氧化碳的可燃性：一氧化碳燃烧产生蓝色火焰，并放出热量。反应方程式为：。
4、一氧化碳的毒性：CO极易与血液中的血红蛋白结合，使氧气不能很好地与血红蛋白结合，使人体缺氧而中毒甚至死亡。
5、一氧化碳的还原性——CO还原氧化铜
①实验装置
②实验步骤
A.检验CO的纯度；
B.先通入CO，待排净试管内的空气后再点燃酒精灯（防止发生爆炸）；
C.试管中的黑色粉末全部变成红色时，停止加热；
D.继续通CO直到试管冷却（防止生成的铜重新被氧化并防倒吸）。
③实验现象：黑色粉末变成红色，澄清石灰水变浑浊。
④实验原理：
⑤用途：一氧化碳的还原性可以用于冶金工业。例如，可用一氧化碳的还原性来炼铁，反应方程式为：。
＊巩固练习
1.2021年《化学教育》第3期，报道了一种“氧化铜还原实验”一体化装置，如图所示，下列说法错误的是( )
A. 用酒精灯加热氧化铜部位，无明显现象，证明二氧化碳不能还原氧化铜
B. 先用酒精灯加热炭粉再加热氧化铜，黑色氧化铜变为红色，证明炭粉还原氧化铜
C. 加热炭粉过程中发生反应
D. 气球可防止有害气体外逸，污染空气
2.在一定条件下，一氧化碳、木炭都能与氧化铜发生反应，下列叙述正确的是( )
A.反应中C、CO都得到氧，发生还原反应
B.反应中都有红色固体生成
C.反应都必须在高温的条件下才能进行
D.反应的生成物不同
3.如图是木炭还原氧化铜反应的实验装置图，下列说法正确的是( )
A.给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度
B.实验过程中，可观察到红棕色粉末逐渐变黑
C.木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有氧化性
D.实验结束后，应先停止加热，再将导气管从澄清石灰水中撒出
4.某同学利用如下装置进行验证CO的有关性质，实验步骤如下：
步骤Ⅰ：关闭打开，通入一段时间的；
步骤Ⅱ：关闭打开，通入CO，加热；
步骤Ⅲ：待B中固体全部变色时，停止加热；
步骤Ⅳ：……
(1)步骤Ⅰ通入氮气的目的是__________________________________。
(2)B中反应的化学方程式是_____________________；能够证明一氧化碳具有还原性的实验现象是 __________________________。C中反应的化学方程式是__________________________________。
(3)补全步骤Ⅳ的相关操作____________________。
(4)甲同学认为装置A可证明一氧化碳不能与石灰水发生反应，乙同学认为即使省略装置A，也可以达到相同的目的，你的观点和理由是______________________________________。
(5)D处酒精灯的作用_____________________________。
5.CO是一种无色、无味、有毒的可燃气体污染物，具有还原性，可用于冶金工业。某兴趣小组为探究其还原性，设计了如下实验装置。请回答以下有关问题：
(1)CO气体能使人中毒，其原因是 。
(2)实验开始时，先通入CO—段时间后再加热，其原因是 。
(3)实验中玻璃管A中可观察到的现象是 ，发生反应的化学方程
式为 。
(4)实验中试管B中可观察到的现象是 ；发生反应的化学方程式为 。
(5)该装置有一个明显的缺陷，请指出改正方法: 。
6.小明设计了图1所示的实验装置，进行一氧化碳还原氧化铜的实验。为分离A装置中反应排除的一氧化碳和二氧化碳，他又设计了如图2的装置（铁架台、铁夹等固定装置已经略去，a、b为活塞）。请回答：
（1）试验前要检测装置的气密性，并检验气体纯度，再对图1装置进行加热，加热之前还要进行的一步操作是_____。
（2）为了分离得到CO和，应该对图2装置进行怎样的操作？_____
（3）对于A装置中反应后得到的红色固体（此时氧化铜已全部反应完），小明进行了以下探究：
（查阅资料）
①氧化铜经一氧化碳还原不仅能生成铜，还可能生成中间产物氧化亚铜（）。
②是不溶于水的红色固体，在酸性溶液中，可发生反应生成和Cu。
（提出猜想）氧化铜经一氧化碳还原所得到的红色固体中除Cu外还可能含有。
（进行实验）小明设计了一个最简单的实验方案。
实验步骤 取少量该红色固体放入盛有_____的试管中，振荡
实验现象及结论 _____
答案以及解析
1.答案：B
2.答案：B
3.答案：A
解析：给酒精灯加网罩，目的是使火焰集中并提高温度，故A正确；实验过程中，可观察到黑色粉末逐渐变红，故B错误；木炭是使氧化铜还原为铜的物质，它具有还原性，故C错误；实验结束后，应先将导气管从澄清石灰水中撤出，再停止加热，以防止石灰水倒流，炸裂试管，故D错误。故选A。
4.答案：(1)排尽装置内的空气，防止加热一氧化碳和空气的混合气体发生爆炸 (2)；黑色固体变红色，C中澄清石灰水变浑浊；(3)继续通入一氧化碳直到玻璃管冷却(4)在该实验中先通入的是氮气，省略装置A不能证明一氧化碳不能与石灰水发生反应(5)点燃尾气，防止一氧化碳污染空气
5.答案：(1)CO极易与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白失去输送氧的能力
(2)排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸
(3)黑色粉末逐渐变成红色；
(4)澄清石灰水变浑浊；
(5)在C处安装一个贮气囊(或放置一个燃着的酒精灯等）
解析：(1)一氧化碳极易与血液中的血红蛋白结合，从而使血红蛋白失去输送氧的能力，造成人体内缺氧。
(2)因为一氧化碳与氧气混合点燃易发生爆炸，所以实验前应先通入CO—段时间，排尽装置中的空气，防止加热时发生爆炸。
(3)玻璃管A中的CuO被还原成单质Cu，可观察到的现象是黑色粉末逐渐变成红色。
(4)CO还原CuO生成Cu和，使试管B中的澄清石灰水变紫色小花变红。
(5)CO有毒，该装置没有对尾气进行处理，应在C处安装一个囊或放置一个燃着的酒精灯。
6.答案：先通一会一氧化碳；先关闭b，打开a，可以得到CO气体；再关闭a，打开b，滴入稀硫酸可得；稀硫酸 ；溶液变蓝，有；溶液不变蓝，则没有
解析： （1）由于一氧化碳和空气的混合气体受热时可能发生爆炸。故先通入一氧化碳，排净玻璃管中的空气；
（2）由于二氧化碳能与氢氧化钠反应生成了碳酸和水，碳酸钠能与稀硫酸反应生成了硫酸钠、二氧化碳和水，一氧化碳与氢氧化钠不反应，所以为了分离得到CO和，应关闭活塞b，打开活塞a时，通入的混合气体中的二氧化碳会与氢氧化钠反应生成碳酸钠，从而将二氧化碳除去，分离得到一氧化碳；再关闭a，打开b，滴入稀硫酸，反应可得。
（3）由于氧化亚铜能与酸反应生成蓝色的铜盐溶液，而铜不与硫酸反应所以实验的步骤、现象和结论为：取少量该红色固体放入盛有稀硫酸的试管中，振荡，溶液变蓝，有；溶液不变蓝，则没有。

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