一氧化碳还原氧化铜常常是是实验室木炭还原氧化铜实验的一个副反应。木炭还原氧化铜实验中,碳过量或者混合不均匀就会产生一氧化碳。一氧化碳继续与氧化铜发生氧化还原反应,生成单质铜和二氧化碳。
在通常状况下,一氧化碳是无色、无臭、无味、难溶于水的气体,熔点-205.1℃,沸点-191.5℃。标准状况下气体密度为1.25g/L,和空气密度(标准状况下1.293g/L)相差很小,这也是容易发生煤气中毒的因素之一。它为中性气体。
一氧化碳化学性质有:可燃性、还原性、毒性、极弱的氧化性
一氧化碳分子中碳元素的化合价是+2,能进一步被氧化成+4价,从而使一氧化碳具有可燃性和还原性,一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧,生成二氧化碳。燃烧时发出蓝色的火焰,放出大量的热。因此一氧化碳可以作为气体燃料。实验室一般使用浓硫酸催化或加热草酸分解并用氢氧化钠除掉二氧化碳制得一氧化碳
一氧化碳分子中碳元素的化合价是十2,能进一步被氧化成+4价,从而使一氧化碳具有可燃性和还原性,一氧化碳能够在空气中或氧气中燃烧,生成二氧化碳:2CO+O2=点燃=2CO2(CO2转化成CO,化学方程式:CO2+C=高温=2CO)
一氧化碳的成键方法:C和O化合时,C的p轨道2个电子和O的p轨道未成对的2个电子形成2个共用电子对,然后,C的p轨道上还有一个空轨道,O的p轨道上还有一对孤对电子,形成第3个共用电子对(这是一个配位键),最终形成的是碳氧三键。
一氧化碳的这一化学性质也与氢气相类似,具有还原性,但也具有毒性可燃性,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 石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成
一氧化碳与氧化铜反应的化学方程式为:
CuO + CO ==△==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
注:该反应类型属于氧化还原反应
CO2与Ca(OH)2(澄清石灰水)反应的化学方程式:
Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓+ H2O
该实验会发生的实验现象:
①导管口有气泡冒出
②黑色固体变成亮红色
③澄清石灰水变浑浊
1、连接装置
2、检查装置的气密性。
3、点燃加热尾气的酒精灯。
4、通入CO,排除串联装置中的空气,防止爆炸。
5、加热CuO。
6、停止加热CuO。
7、通入CO,排净残留在串联装置中的空气。
8、停止点燃尾气。
注:
①先通入CO一会儿 ,是为了排尽玻璃管内的空气,防止一氧化碳和氧气混合加热发生爆炸。
②继续通入CO到玻璃管冷却为止,是为了防止石灰水倒吸进玻璃管中(这里不会被氧化是因为玻璃管内没有氧气的存在)
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,使人中毒。
注:此试验 应在通风橱中进行:防止没除净的CO使人中毒。