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HCOOHCO↑+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：                                                。 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。