一氧化碳還原氧化銅 - 化學(xué)實(shí)驗(yàn)
一氧化碳是無色、無臭、無味、有毒的氣體,熔點(diǎn)—199℃,沸點(diǎn)—191.5℃。標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度為l.25g/L,和空氣密度(標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.293g/L)相差很小,這也是容易發(fā)生煤氣中毒的因素之一。它為中性氣體。一氧化碳作為還原劑,高溫時(shí)能將許多金屬氧化物還原成金屬單質(zhì),因此常用于金屬的冶煉。一氧化碳還原氧化銅還可能生成中間產(chǎn)物氧化亞銅。

實(shí)驗(yàn)器材
鐵架臺(tái)、酒精燈(也可以是酒精噴燈)、試管、導(dǎo)管、雙孔橡皮塞、單孔橡皮塞。
藥品有:氧化銅、澄清石灰水、一氧化碳
化學(xué)反應(yīng)
CO與CuO反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
CuO + CO ==△==Cu + CO2 一氧化碳還原氧化銅還可能生成中間產(chǎn)物 氧化亞銅 Cu2O
注:該反應(yīng)類型屬于氧化還原反應(yīng)
CO2與Ca - OH2 - 澄清石灰水反應(yīng)的化學(xué)方程式:
Ca - OH2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O
反應(yīng)現(xiàn)象
①黑色固體變成亮紅色 ②導(dǎo)管口有氣泡冒出 ③澄清石灰水變渾濁
實(shí)驗(yàn)步驟
1.連接裝置
2.檢查裝置的氣密性。
3.點(diǎn)燃加熱尾氣的酒精燈。
4.通入CO,排除串聯(lián)裝置中的空氣,防止爆炸。
5.加熱CuO。
6.停止加熱CuO。
7.通入CO,排凈殘留在串聯(lián)裝置中的空氣。
8.停止點(diǎn)燃尾氣。
注:①先通入CO一會(huì)兒 ,是為了排盡玻璃管內(nèi)的空氣,防止一氧化碳和氧氣混合加熱發(fā)生爆炸。
②繼續(xù)通入CO到玻璃管冷卻為止,是為了防止石灰水倒流進(jìn)玻璃管中(這里不會(huì)被氧化是因?yàn)椴AЧ軆?nèi)沒有氧氣的存在)
總之:"CO早出晚歸,酒精燈遲到早退"③用酒精燈點(diǎn)燃是進(jìn)行尾氣處理:防止一氧化碳污染空氣,使人中毒。
注:此試驗(yàn) 應(yīng)在通風(fēng)櫥中進(jìn)行:防止沒除凈的CO使人中毒。
CO性質(zhì)
物理性質(zhì)
在通常狀況下,一氧化碳是無色、無臭、無味、有毒的氣體,熔點(diǎn)—199℃,沸點(diǎn)—191.5℃。標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體密度為l.25g/L,和空氣密度(標(biāo)準(zhǔn)狀況下1.293g/L相差很小,這也是容易發(fā)生煤氣中毒的因素之一。它為中性氣體。
分子結(jié)構(gòu):一氧化碳分子為極性分子,分子形狀為直線形。
化學(xué)性質(zhì)
一氧化碳分子中碳元素的化合價(jià)是十2,能進(jìn)一步被氧化成+4價(jià),從而使一氧化碳具有可燃性和還原性,一氧化碳能夠在空氣中或氧氣中燃燒,生成二氧化碳:2CO+O2=點(diǎn)燃=2CO2(CO2轉(zhuǎn)化成CO,化學(xué)方程式:CO2+C=高溫=2CO)
一氧化碳的成鍵方法:C和O化合時(shí),C的p軌道2個(gè)電子和O的p軌道未成對(duì)的2個(gè)電子形成2個(gè)共用電子對(duì),然后,C的p軌道上還有一個(gè)空軌道,O的p軌道上還有一對(duì)孤對(duì)電子,形成第3個(gè)共用電子對(duì)(這是一個(gè)配位鍵),最終形成的是碳氧三鍵。
燃燒時(shí)發(fā)出淡藍(lán)的火焰,放出大量的熱。因此一氧化碳可以作為氣體燃料。
一氧化碳作為還原劑,高溫時(shí)能將許多金屬氧化物還原成金屬單質(zhì),因此常用于金屬的冶煉。如:將黑色的氧化銅還原成紅色的金屬銅,將氧化鋅還原成金屬鋅,將氧化鐵和四氧化三鐵還原為金屬鐵。
