题目内容
【题目】煤、石油、天然气并称为三大化石燃料。煤的综合利用是提高燃料利用率和降低对环境污染的有效方法之一、
(一)将煤制成水煤气(主要成分是氢气和一氧化碳)就是在高温下将煤与水蒸气发生反应生成水煤气(还含有少量的水蒸气和二氧化碳)。试写出工业上生产水煤气的化学方程式_____
(二)某课题组为验证水煤气的主要成分,作了如下准备:
1.收集信息:①H2+CuOCu+H2O;②CO+CuOCu+CO2
2.设计实验装置:
请分析上述信息和实验装置并回答下列问题:
①你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是_____;
②装置C的目的是_____;装置D的作用是_____;
③装置E内观察到的现象是_____;
④实验中两次用到盛无水硫酸铜的装置,其目的分别是A(1)_____,A(2)_____;
⑤整个实验装置的设计有缺陷,是_____;
⑥若通入的水煤气总质量为3.2g,E中黑色粉末的质量减少了3.2g,该水煤气的有效成分的质量分数为_____。(计算结果保留1位小数)
【答案】C+H2OCO+H2 水蒸气、二氧化碳、氢气、一氧化碳 除去水煤气中的二氧化碳 除去水煤气中和装置B、C中引入的水蒸气 黑色固体逐变成红色 验证水煤气中水蒸气的存在 检验水煤气中是否含有氢气 没有尾气处理装置 93.8%
【解析】
(一)高温下将煤与水蒸气发生反应生成水煤气(还含有少量的水蒸气和二氧化碳)化学方程式为C+H2OCO+H2,故填:C+H2OCO+H2。
(二)①水能使白色硫酸铜变蓝先通过无水硫酸铜是检验是否含有水的; 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,再通过石灰水是检验是否含有二氧化碳的;再通过氢氧化钠是除去原来的二氧化碳气体,通过浓硫酸是除去原来的水蒸气,通过氧化铜是检验是否含有还原性气体,再通过无水硫酸铜,是看是否有水生成,因为氢气还原氧化铜生成铜和水所以是为了检验是否有氢气的;最后通过澄清石灰水是看有没有二氧化碳生成,因为一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳,所以是为了检验是否含有一氧化碳的;故分别验证水煤气中各成分的顺序依次:水蒸气、二氧化碳、氢气、一氧化碳,故填:水蒸气、二氧化碳、氢气、一氧化碳。
②氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水,所以氢氧化钠的目的是吸收二氧化碳,排除对一氧化碳检验的干扰;浓硫酸具有吸水性,装置D的作用是:除去水蒸气排除对氢气检验的干扰;故填:除去水煤气中的二氧化碳;除去水煤气中和装置B、C中引入的水蒸气。
③氧化铜是黑色的铜是红色的,在加热的条件下,一氧化碳和氢气能将氧化铜还原为铜,所以,装置D内观察到的现象:黑色固体变成红色;故填:黑色固体逐渐变成红色。
④实验中两次用到装置A,其目的分别是验证原混合气体中含有二氧化碳,通过验证生成物中有二氧化碳,来证明混合气体中含有一氧化碳;故填:验证原混合气体中含有二氧化碳;通过验证生成物中有二氧化碳来证明混合气体中含有一氧化碳。
⑤因为一氧化碳有毒,所以尾气一般要收集或点燃来处理,故填:没有尾气处理装置。
⑥解:生成水煤气消耗水质量 生成一氧化碳质量 氢气质量
设氢气还原氧化铜,固体质量减少 ,一氧化碳还原氧化铜固体质量减少
黑色粉末的质量减少了3.2g故+=3.2g,=1.8g,
=2.8g, =0.2g
故有效成分质量分数:
故填:93.8%
【题目】小颖同学将铁粉投入硫酸铜溶液中时,发现生成红色固体的同时有较多的气泡放出,小颖对产生气泡的现象提出疑问,邀请兴趣小组的同学们展开了如下探究实验。
(提出问题)产生的气体是什么呢?
(作出猜想)兴趣小组的同学分别作出了如下猜想:小军的猜想:O2;小红的猜想:SO2;小颖的猜想:H2;小伟的猜想:N2。
(交流讨论)同学们经过讨论一致认为小伟的猜想不正确,依据是_____。
(查阅资料)SO2具有刺激性气味,易溶于水,能与NaOH溶液发生反应生成Na2SO3和水。
(实验探究)同学们收集气体,并分别对各自的猜想进行验证。
实验操作 | 实验现象 | 实验结论 | |
小军 | 将带火星的木条伸入到收集的气体中 | _____ | 猜想不正确 |
小红 | 将产生的气体通入盛有NaOH溶液的洗气瓶中,称量质量 | 通气前后洗气瓶的质量不变 | 猜想_____(填“正确”或“不正确”) |
小颖 | 将产生的气体用尖嘴玻璃管导出后点燃,并用冷而干燥的烧杯罩在火焰的上方 | 气体燃烧,产生淡蓝色火焰,烧杯内壁_____ | 猜想正确 |
写出小颖实验中发生反应的化学方程式_____。
(评价与改进)
(1)小红认为小军和小颖的实验方案都存在安全隐患,理由是_____。
(2)实验结束后,老师认为不需要进行实验即可通过更简便的方法验证小红的猜想,你认为所选择更为简便方法的依据是_____。
(拓展与延伸)
(1)由实验探究推测,可知硫酸铜溶液中可能含有呈酸性的物质,一般不用紫色石蕊溶液检验硫酸铜溶液酸碱性的原因是_____。
(2)据老师介绍,CuSO4可做催化剂,能加快过氧化氢的分解速率。为了验证老师的说法,需要进行的探究内容有:①是否能加快过氧化氢的分解;②_____。