Question

【題目】水蒸氣通過灼熱的焦炭后得到的混合氣體有哪些成分？某化學興趣小組在老師的指導下，對此進行了實驗探究。

【提出猜想】

①該混合氣體只含有一氧化碳、氫氣

②該混合氣體含有一氧化碳、二氧化碳、氫氣和水蒸氣

③該混合氣體只含有二氧化碳、氫氣和水蒸氣

④該混合氣體只含有一氧化碳、二氧化碳和氫氣

【查閱資料】

a．無水硫酸銅遇水由白色變為藍色。

b．堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物。

c．濃硫酸具有強烈的吸水性，常用作某些氣體的干燥劑

【實驗過程】同學們在老師的指導下設計了如下圖所示裝置，并進行了實驗(部分夾持儀器已略去)。

（1）裝置A中無水硫酸銅變藍，裝置B中澄清石灰水變渾濁，由此得出的結論為混合氣體中有 。B中變化的化學方程式為 。

（2）裝置C中的藥品為足量的燒堿溶液，其作用為 。

（3）E中氧化銅變紅、F中無水硫酸銅變藍、G中澄清石灰水變渾濁，說明混合氣體中還存在的氣體是_________；E中的變化說明氧化銅具有 性。（填“氧化”或“還原”）

【實驗結論】

（4）上述四種猜想中，猜想 （填序號）是正確的。

【實驗反思】

（5）經過討論，同學們將上圖中裝置C～H進行了簡化，只用下圖所示裝置并自選必要試劑就能完成探究。其中，干燥管中堿石灰的作用為 ，燒杯上能觀察到的現象是 。最后一步的實驗操作及現象是 。

Answer 1

【答案】（1）水蒸氣和二氧化碳 Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O

（2）除去過量的CO2

（3）氫氣和一氧化碳，氧化

（4）② 除去混合氣體中的水蒸氣和二氧化碳 有水珠（或水霧）；迅速將小燒杯倒轉，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁

【解析】

試題分析：（1）由無水硫酸銅遇水變藍和澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁的特點可知，混合氣體中有水蒸氣和二氧化碳；其中CO2與石灰水反應的方程式為Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O；

（2）二氧化碳對后續的實驗會造成干擾，因此C裝置中的氫氧化鈉溶液的作用是吸收混合氣體中的二氧化碳；

（3）E中氧化銅變紅，說明有一氧化碳氣體或氫氣或二者的混合氣體；F中無水硫酸銅變藍，說明有氫氣，因為氫氣還原氧化銅可生成水；G中澄清石灰水變渾濁，說明有一氧化碳氣體，因為一氧化碳還原氧化銅可生成二氧化碳；同時E中的變化說明，氧化銅具有氧化性；

（4）根據以上分析可知猜想②是正確的；

（5）堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，其中的氫氧化鈉固體可吸收二氧化碳，氧化鈣可吸收水蒸氣。因為還有氫氣和一氧化碳，所以燒杯壁上有小水珠（或水霧），因氫氣燃燒生成水；最后迅速將小燒杯倒轉，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁，說明一氧化碳燃燒生成了二氧化碳。