Question

某无色气体中可能含有甲烷、氢气、二氧化碳、氮气中的一种或几种．现将该气体依次通过下图所示装置．
观察到：①A装置内未见有浑浊出现；②D装置内无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝）；最终收集到一定量干燥气体（假设每步反应都是完全的）．

请回答下列问题：
实验过程中记录的实验数据如下：

	D装置总质量	E、F装置总质量
反应前	156.6g	356.8g
反应后	158.4g	359.0g

经分析可知原混合气体中肯定不含

二氧化碳

；最终收集到的气体是

氮气

；该气体的成分为

甲烷和氮气

．

Answer 1

分析：根据二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水的性质回答是否含有二氧化碳，根据甲烷燃烧生成二氧化碳和水、氢气燃烧生成水，氮气的化学性质稳定，不燃烧，不与浓硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸铜反应回答；反应前后D装置的质量差是反应生成的水的质量，EF的质量差是反应生成的二氧化碳的质量，根据水和二氧化碳的质量及质量守恒定律可计算气体中的碳、氢元素的质量比，进一步判断是只有甲烷，还是甲烷与氢气都含有．

解答：解：二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，①A装置内未见有浑浊出现，说明气体中一定不含二氧化碳；甲烷、氢气都能燃烧，甲烷燃烧能生成水和二氧化碳，氢气燃烧只能生成水，②D装置内无水硫酸铜变蓝，说明物质中含有氢元素，还不能确定是甲烷、氢气还是二者的混合物；由于氮气的化学性质稳定，不燃烧，不与浓硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸铜反应，不能被吸收，反应生成的二氧化碳能被石灰水和氢氧化钠溶液吸收，反应生成的水能被浓硫酸吸收，所以最终收集到的气体是氮气，说明气体中一定含有氮气；反应前后D装置的质量差是反应生成的水的质量，共1.8克，其中含氢元素0.2克，EF的质量差是反应生成的二氧化碳的质量，共2.2克，其中含有碳元素0.6克，碳、氢元素质量比为12：4即3：1，与甲烷组成相同，所以气体中无氢气，是甲烷和氮气的混合物．
故答案为：二氧化碳；氮气；甲烷和氮气．

点评：气体的检验和除杂是初中化学实验的重点内容之一，是学生应掌握的基本技能，也是化学实验考查的热点之一，首先要熟悉气体的性质，并能利用其性质对它进行检验、鉴别，能利用气体间性质的差别进行分离和除杂；特别是石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸、无水硫酸铜在气体制取和检验中的作用．