【分析】
本题围绕$\ce{CO_{2}}$的制备、转化及$\ce{CO}$还原$\ce{CuO}$的实验展开,需结合实验室制$\ce{CO_{2}}$的原理、收集方法的注意事项、碳与$\ce{CO_{2}}$的反应类型、$\ce{CO}$还原$\ce{CuO}$的反应及尾气处理等知识点分析:
(1) 装置A为固液不加热型制$\ce{CO_{2}}$,利用大理石与稀盐酸反应;$\ce{CO_{2}}$密度比空气大,排空气法收集时导管需伸到试管底部,否则空气无法排尽,导致气体不纯。
(2) 木炭与$\ce{CO_{2}}$反应生成$\ce{CO}$,属于“多变一”的化合反应;$\ce{CO}$还原$\ce{CuO}$需加热,生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$。
(3) 实验后气体含有毒的$\ce{CO}$,点燃可将其转化为无毒物质,防止污染空气。
【解析】
(1) 实验室用大理石(主要成分$\ce{CaCO_{3}}$)和稀盐酸反应制取$\ce{CO_{2}}$,化学方程式为$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + CO_{2}↑ + H_{2}O}$;$\ce{CO_{2}}$密度比空气大,采用向上排空气法收集时,若导管不伸入试管底部,无法将试管内空气完全排出,会导致收集的$\ce{CO_{2}}$不纯。
(2) 加热木炭粉时,木炭与$\ce{CO_{2}}$在高温下反应生成$\ce{CO}$,反应为$\ce{C + CO_{2}\xlongequal{高温} 2CO}$,该反应符合“多变一”的特征,属于化合反应;加热氧化铜时,$\ce{CO}$与$\ce{CuO}$在加热条件下反应生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$,化学方程式为$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$。
(3) 实验后试管内气体含有有毒的$\ce{CO}$,挤压气球使气体排出后,在试管口放置点燃的酒精灯,目的是点燃未反应的$\ce{CO}$,将其转化为无毒的$\ce{CO_{2}}$,防止$\ce{CO}$污染空气。
【答案】
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + CO_{2}↑ + H_{2}O}$;收集到的二氧化碳不纯;化合;$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$;点燃没有反应的$\ce{CO}$,防止污染空气
【知识点】
化学方程式书写、反应类型判断、碳的氧化物性质、实验基本操作
【点评】
本题为基础实验综合题,考查了实验室制$\ce{CO_{2}}$的原理、收集注意事项、碳与$\ce{CO_{2}}$的反应、$\ce{CO}$还原$\ce{CuO}$的反应及尾气处理,知识点覆盖全面,难度适中,需学生掌握相关实验的核心要点。
【难度系数】
0.6