Question

工业上常利用CO还原CuO的方法制备单质铜，某化学实验小组利用如图装置在实验室中模拟CO还原CuO的反应。

请回答下列问题：

（1）在装置A的试管中放入8.4gMgCO₃和6.5gZn粉，点燃A处酒精灯，加热后即可得到纯净的CO，反应的化学方程式为__。

（2）装置B中盛放分散于石棉绒中的CuO的玻璃仪器的名称为__，将CuO附在石棉绒上的目的为__。

（3）首先点燃A处和E处的酒精灯，一段时间后发现装置D处倒置于水中的漏斗轻轻向上弹起又落下，同时伴有爆鸣声，产生该实验现象的原因为___。

（4）待D处倒置于水中的漏斗稳定后，点燃B处酒精灯，加热，当观察到装置C中__(填实验现象)，可证明装置B中有CO₂生成。

（5）实验时观察到从E处玻璃管尖嘴处点燃的CO的火焰颜色呈黄色，火焰呈黄色的原因是__。

（6）反应结束后，装置B中还原得到的Cu中含有少量的Cu₂O，为测定反应生成的混合物中铜元素的质量分数，设计如下实验方案：取mg反应生成的混合物，加入稀硫酸和双氧水的混合液使固体全部溶解，微热，除去过量的过氧化氢，稀释成100mL溶液。取25mL该溶液，加入稍过量的KI溶液，再加入几滴淀粉溶液作指示剂，用cmol·L^-1Na₂S₂O₃标准溶液滴定至终点，消耗Na₂S₂O₃溶液的体积为VmL。

已知：2Cu²⁺+4I^-=2CuI↓+I₂；I₂+2S₂O=S₄O+2I^-。

①达到滴定终点的现象为__。

②反应生成的混合物中铜元素的质量分数为__(用含m、c、V的代数式表示)。

Answer

MgCO3+ZnMgO+ZnO+CO↑ 硬质玻璃管 增大CuO与CO的接触面积 漏斗内刚开始收集到的是CO和空气的混合物，点燃后会产生轻微爆炸，使漏斗向上弹起，同时伴有爆鸣声 澄清石灰水变浑浊 玻璃的成分中含有Na2SiO3，钠元素发生焰色反应使CO燃烧的火焰呈黄色 滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变成无色，且半分钟内不变色 ％

【解析】

A中MgCO3和Zn粉反应生成CO，B中CuO和CO反应生成铜和二氧化碳，C中澄清石灰水检验二氧化碳，用D、E检验CO纯度后再点燃B处酒精灯，E处用酒精灯点燃CO，尾气处理。

(1)在装置A的试管中放入0.1mol MgCO3和0.1mol Zn粉，点燃A处酒精灯，加热后即可得到纯净的CO，根据元素守恒，MgCO3和Zn反应生成氧化镁、氧化锌、CO，反应的化学方程式为MgCO3+ZnMgO+ZnO+CO↑；

(2)装置B中盛放分散于石棉绒中的CuO的玻璃仪器的名称为硬质玻璃管，将CuO附在石棉绒上的目的为增大CuO与CO的接触面积；

(3)CO是可燃性气体，与空气混合后点燃易爆炸，漏斗内刚开始收集到的是CO和空气的混合物，点燃后会产生轻微爆炸，使漏斗向上弹起，同时伴有爆鸣声；

(4)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，当观察到装置C中澄清石灰水变浑浊，可证明装置B中有CO2生成；

(5) 玻璃的成分中含有Na2SiO3，钠元素发生焰色反应使CO燃烧的火焰呈黄色，所以实验时观察到从E处玻璃管尖嘴处点燃的CO的火焰颜色呈黄色；

(6)①达到滴定终点时，碘单质被完全消耗，现象为滴入最后一滴标准溶液，溶液由蓝色变成无色，且半分钟内不变色；

②根据2Cu2++4I-=2CuI↓+I2；I2+2S2O=S4O+2I-，得关系式Cu2+S2O，达到滴定终点消耗cmol·L-1Na2S2O3标准溶液的体积为VmL，则Cu元素的物质的量是cmol·L-1×V×10-3L×=4cV×10-3mol，反应生成的混合物中铜元素的质量分数为％。