Question

【题目】水蒸气通过炽热的焦炭可以得到水煤气（主要成分是CO和H2），化学方程式为C+H2O（气） CO+ H2 ，
（1）该反应是反应（填基本反应类型）。
（2）某兴趣小组的同学在实验室模拟了水煤气的制备，并设计实验验证水煤气中含有CO和H2。
【查阅资料】白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。
【设计实验】甲同学设计的实验装置如下图所示：

写出实验现象：B中固体 ， C中固体变蓝，D中溶液。
（3）【改进实验】乙同学认为要想达到实验目的，在装置A、 B之间还需增加装置F、G（如图所示），其中F的作用是 ， G的作用是。

（4）【拓展探究】CO和H2的混合气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料，还可用于冶炼某些金属。
①“绿色化学”能实现零排放（即反应物中的原子利用率达到100%）。根据零排放的要 求，不可能以CO和H2为原料合成的有机物是（填字母）。
A．甲醇（CH3OH） B．乙醇（C2H5OH） C．甲醛（CH2O） D．乙酸（CH3COOH）
②若用CO和H2的混合气冶炼铁，混合气所起的作用是。
铁元素可以形成3种氧化物，分别是Fe2O3、Fe3O4 和FeO（黑色）。下图所示实验中，黑色粉末可能为一种或几种铁的氧化物，充分反应至铁的氧化物全部转化为铁，装置I的增重为3.6g，装置J的增重为6.6g，假设每一步吸收都是完全的，黑色粉末为。

Answer 1

【答案】
（1）置换
（2）变红,变浑浊
（3）除去水蒸气,检验水蒸气是否已被全部除去
（4）B,将铁从铁矿石中还原出来（或“作还原剂”）,Fe3O4 和FeO的混合物
【解析】 化学方程式为C+H2O（气） CO+ H2，该反应是置换反应，实验现象：B中固体变红，因为氧化铜被还原出铜，C中固体变蓝，因为氢气和氧化铜反应得到水，D中溶液变浑浊，因为产生的二氧化碳会和石灰水发生反应变成碳酸钙沉淀。乙同学认为要想达到实验目的，在装置A、 B之间还需增加装置F、G（如图所示），其中F的作用是除去水蒸气，G的作用是检验水蒸气是否已被全部除去，目的是防止反应前的水蒸气进入C装置，影响实验；“绿色化学”能实现零排放（即反应物中的原子利用率达到100%）。根据零排放的要 求，不可能以CO和H2为原料合成的有机物是乙醇（C2H5OH），因为不能完全转化，不能达到100% 的转化要求；若用CO和H2的混合气冶炼铁，混合气所起的作用是将铁从铁矿石中还原出来（或“作还原剂”），黑色粉末所以其中不含有氧化铁，装置I的增重为3.6g，装置J的增重为6.6g，说明产生的水的质量为3.6克，二氧化碳的质量为6.6克，所以参加反应的氢气的质量=3.6克×2／18=0.4克，参加反应的一氧化碳的质量=6.6克×12／44÷12／28=2.1克，其中一氧化碳中的氧元素的质量=1.2克，说明22.4克的金属氧化物中含有的氧元素的质量=3.6克-0.4克+4.8克-2.1克=5.9克，假设完全是氧化亚铁，则其中含有的氧元素的质量=22.4克×16／72=4.98克，小于5.9克，说明只有氧化亚铁不够，所以还一定含有四氧化三铁。

【考点精析】利用绿色化学和置换反应及其应用对题目进行判断即可得到答案，需要熟知绿色化学-----环境友好化学(化合反应符合绿色化学反应)①四特点P6（原料、条件、零排放、产品）②核心：利用化学原理从源头消除污染；置换反应：一种单质和一种化合物反应，生成另一种单质和另一种化合物的反应．