一氧化碳还原氧化铜方程式及现象

一氧化碳还原氧化铜 CO与CuO反应的化学方程式为:

CuO + CO =高温Cu + CO2 一氧化碳还原氧化铜还可能生成中间产物 氧化亚铜 Cu2O

反应现象: ①黑色固体变成红色 ②澄清石灰水变浑浊

实验步骤: ①先通入CO一会儿 ②加热 ③停止加热 ④继续通入CO到玻璃管冷却为止

注:①先通入CO一会儿 ,是为了防止玻璃管内的空气没有排尽,加热时发生爆炸.

②继续通入CO到玻璃管冷却为止,是为了防止生成的铜重新被氧化为氧化铜.

总之:"CO早出晚归,酒精灯迟到早退"

③用酒精灯点燃是进行尾气处理:防止一氧化碳污染空气

④此试验 应在通风橱中进行:防止没除净的CO使人中毒

一氧化碳的这一化学性质也与氢气相类似，具有还原性，它将氧化铜还原成铜，同时生

成二氧化碳气体使澄清石灰水变浑浊。

由于一氧化碳具有还原性，因此在冶金上常用它做为还原剂，将某些金属从它的金属氧

化物中还原出来，如在炼铁时，利用一氧化碳，将铁从它的氧化物－－氧化铁中还原出来。

3CO＋Fe2O3=高温2Fe＋3CO2

由以上可看出：一氧化碳和二氧化碳的性质是不同。

但一氧化碳和二氧化碳之间可以互相转化：一氧化碳燃烧会生成二氧化碳，二氧化碳与

碳反应，又可生成一氧化碳。

一氧化碳燃烧会生成二氧化碳： 2CO＋O2 ==点燃==== 2CO2

二氧化碳与碳反应生成一氧化碳： CO2 ＋ C =高温=== 2CO

验证生成的气体：CO2+Ca(OH)2＝CaCO3↓+H2O 石灰水变浑浊

原理：

1.实验室用固体草酸和浓硫酸制取CO

2.因为证明CO能还原CuO的依据是看是否有CO2生成，而制取的CO中已经含有CO2，

故要先除CO2。

设计综合实验装置：

1．CO的制备装置。

2．证明CO中混有CO2；制得纯净、干燥的CO净化装置。

3．证明CO可以还原CuO的装置。

4．尾气的验证与处理装置。

一氧化碳还原氧化铜

武汉市蔡甸区幸福路中学 邮编 430100

1.设计实验目的

加深对一氧化碳还原性的理解，减少一氧化碳对环境的污染。

在初中化学课本(人教版九年级义务教育课程标准教科书)中，无一氧化碳还原氧化铜的实验。而在统编教材（如人教版全一册）的实验中要先通入一氧化碳一会儿再加热，实验完毕后仍要继续通入一氧化碳至试管冷却，加上通入的一氧化碳并未完全参加反应，所以需要的一氧化碳用量都很大。此外还原氧化铜的装置本身也较复杂，还有尾气的处理装置，因而所用仪器较多。学生观察到的实验现象也很多，而使重点不突出，效果不尽人意。实验完毕后装置中残留的一氧化碳还会造成污染。在文献资料中，也有用加热铜丝生成氧化铜再伸入到盛有一氧化碳的集气瓶中，但加热铜丝生成氧化铜的量较少，要重复几次澄清的右灰水才变浑浊，且多次打开瓶塞时会有一氧化碳外逸。

2.实验仪器及用品

集气瓶(装满一氧化碳) 铜片 橡皮塞 酒精灯 澄清的石灰水 大头钉

3、实验装置图及说明

为证明有二氧化碳生成，该实验可在铜片还原成红色后再注入澄清的石灰水，但要等铜片冷却后再打开橡皮塞注入，也可事先注入澄清的石灰水，后者比前者好。因为事先注入澄清的石灰水可少打开一次瓶塞，减少了一氧化碳外逸,又能证明一氧化碳不与澄清的石灰水反应，使学生能更好的理解一氧化碳与二氧化碳在性质上的区别。

（1） （2） （3）

4.实验操作

用集气瓶收集一瓶一氧化碳，注入少量澄清的石灰水,用橡皮塞塞紧（图1）。取一薄铜片（长5—8cm，宽1—3cm），打磨光亮后用大图钉固定在另一个与瓶口合适的橡皮塞上，手持橡皮塞加热，离开火焰后表面要确实看到生成黑色的氧化铜（图2）。然后一手拔去盛有一氧化碳集气瓶的橡皮塞，一手趁热插入固定有铜片的橡皮塞，可看到铜片上黑色的氧化铜很快又变成光亮的红色，振荡集气瓶，澄清的石灰水变混浊，证明有二氧化碳生成（图3）。实验结束后用燃着的木条点燃瓶中的尾气，有明显的蓝色火焰出现，等火焰熄灭后，再振荡集气瓶，混浊程度加剧。说明未反应的尾气已除去。

碳、一氧化碳、氢气还原金属氧化物

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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+CO( 高温 )

（ 3）一氧化碳和氧化铁反应： :3CO+Fe2O3===2Fe+3CO( 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+3HO(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+CO CuO+CO= Cu+CO2 H2+CuO==Cu+H2O

反应条件 高温 加热 加热

玻璃管中的固体由黑色逐渐变成

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， 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 并且有气泡从中不断地溢出。 （酒 亮红色，同时管口有水滴生成．

精灯有蓝色火焰生成）

要把刚烘干的碳粉和氧化铜粉 反应前，先通一段时间一氧化碳， 反应前，试管口略向下倾斜（防 末要均匀混杂后，平铺在试管 尔后再加热（目的是为了尽可能 止有水倒流到试管底部， 使其炸 底部，试管口略向下倾斜（防 的排净玻璃管内的空气，防范一 裂；同时，也有利于氢气在试管 止有水倒流到试管底部，使其 氧化碳与其中的空气混杂后，被 底部齐聚参加反应） ，将氢气验 炸裂），在酒精灯的灯焰上最好 点燃发生爆炸） ；反应后，先撤走 纯后先通一段时间氢气， 尔后再 加一个网罩（以使火焰集中并 并熄灭酒精灯，等固体冷却后再 加热（目的是为了尽可能的排净 实验要求和 提高温度，也许使用酒精喷灯 停止通一氧化碳（目的是防范石 玻璃管内的空气， 防范氢气与其 注意事项 来加热）；实验结束时， 要先撤 灰水倒吸到玻璃管内，使其炸裂； 中的空气混杂后， 被点燃发生爆 出导气管，再移走并熄灭酒精 也为了使固体冷却，防范刚还原 炸）；反应后，连续通入氢气， 灯，待试管冷却后再把试管内 出来的铜再次被氧化） ；并且，由 直到试管及其中的固体冷却后， 的粉末倒在纸上（防范石灰水 于一氧化碳有毒，若是直接排放 再停止通氢气 （目的是为了使固 倒吸到试管里，炸裂试管；也 到空气中，会造成污染，所以还 体冷却， 防范刚还原出来的铜再 为了使粉末冷却，防范还原出 要用点燃或收集的方法等来办理 次被氧化）． 来的铜再次被氧化） 尾气．

图3　实验装置 教学中使学生在掌握教材原有实验的基础上,适当地对某些实验进行一些合理地革新,既有利于学生对知识的掌握、深化和扩展,同时还能激发学生的学习兴趣和培养学生的创新能力。　2002年第6期 中学化学教学参考总第226期　一氧化碳还原氧化铜的实验改进提出人:广东省广州市第47中学 陈曼升　田　恬验证人:陕西师大化学与材料科学学院　詹汉英 文章编号:100222201(2002)0620042201中图分类号:G423.31 文献标识码:B 一氧化碳还原氧化铜的实验是用于说明一氧化碳的还原性的实验,但沿用教材上的演示实验装置存在以下不足:装置、操作复杂、费时;反应体系开放,容易污染环境;一氧化碳不能完全与氧化铜反应,造成一氧化碳的浪费;实验现象不明显。为缩短时间、简化操作、便于观察和防止污染环境,我们对原实验进行了如下改进。一、实验用品150mL锥形瓶、150mL烧瓶、分液漏斗、玻璃导管、双孔橡皮塞、橡皮塞、连有螺旋状铜丝的橡皮塞、石棉网、酒精灯、石灰水、甲酸、浓硫酸等。二、装置图改进装置如附图中B所示。附图　实验装置三、实验步骤11检查制气实验装置A的气密性。21在烧瓶中加入20mL浓硫酸。31按装置A连好各仪器。41通过分液漏斗滴加4mL甲酸,用排水集气法在锥形瓶中收集一氧化碳,集满后迅速向瓶中加入少量石灰水并盖上橡皮塞。51灼烧带有橡皮塞的螺旋状铜丝,取出冷却铜丝变黑色,再灼烧后迅速插入锥形瓶中,观察反应现象。四、改进后优点11本实验中,铜丝经加热后生成氧化铜,表面呈黑色,与密封瓶中的一氧化碳反应后迅速变成红色的铜,并带有明显的金属光泽,瓶底的石灰水也明显变浑浊,反应现象明显,充分说明CuO+CO=Cu+CO2这一反应的进行。21本实验所用器材较少、操作简单,整个实验只需5min,较原实验节省了时间。31整个实验采用封闭体系,无污染,符合环保要求。由于无须直接加热玻璃器皿,从而提高了实验的安全性。41锥形瓶中的一氧化碳在第一次反应之后还有剩余,可以反复还原CuO3次～4次,直至一氧化碳用尽,反应彻底,不会造成浪费和污染。综上所述,本改进实验具有简便省时、便于观察、安全可靠等特点。