Question

（2012?通州区二模）“排污工程施工，毒气放倒三人”的报道，引起某兴趣小组同学的思考．
【提出问题】排污管道中的毒气有什么成分？
【查阅资料】
（1）排污管道中的物质在一定条件下发酵会产生CO、CO₂、H₂S、CH₄等
（2）H₂S气体有剧毒，能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀
（3）H₂S气体能溶于水，溶液呈酸性
（4）CH₄、CO均不与CuSO₄溶液、石灰水以及NaOH溶液反应
【提出猜想】
小组同学对排污管道气含有上述气体中最少3种成分的猜想如下：
猜想1：有CO、CO₂、H₂S；
猜想2：有CO、

CO₂

、CH₄；
猜想3：有CO、H₂S、CH₄；
猜想4：有CO₂、H₂S、CH₄；
猜想5：有CO、CO₂、H₂S、CH₄．
【实验方案】
小组同学共同设计了下图所示的装置并进行探究（夹持仪器已省略）．

【问题讨论】
（1）如A装置没有明显变化，则猜想

2

成立；如猜想3成立，则B装置中的现象为

没有现象

．
（2）在验证猜想1的实验中，装置C中NaOH溶液的作用是

吸收CO₂

；若要进一步验证气体燃烧后的产物，操作是：迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入一种液体，震荡，写出此反应的化学方程式

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
（3）要确定猜想5中是否有CH₄，某同学认为图示装置不足之处，理由是

气体通过ABC装置时，会带入水蒸气，

；要排除这种干扰需要在装置C与D之间加一个

干燥

装置．改进后，若气体燃烧，且D装置内壁出现

水雾

，证明气体中一定含有CH₄．为了进一步确定气体中是否含有CO，可分别测定燃烧产物中H₂O、CO₂的质量．其方法是：将燃烧产物依次通过盛有

浓硫酸和氢氧化钠溶液

的装置，分别称量吸收燃烧产物前、吸收燃烧产物后装置的质量，当m（H₂O）；m（CO₂）应满足的关系是小于

9：11

（取最简整数比）时，证明该气体中还含有CO．

Answer 1

分析：【提出猜想】根据四种物质中最少含有三种物质的组合情况考虑；【问题讨论】（1）根据猜想中是否含有硫化氢考虑；根据猜想3中是否含有二氧化碳考虑；（2）根据酸性气体能与碱发生化学反应考虑；根据气体燃烧后的产物验证气体燃烧后的产物的方法考虑；（3）根据甲烷燃烧的产物的验证与所给仪器验证的不足之处考虑，再结合二氧化碳和甲烷的验证方法考虑．

解答：解：【提出猜想】四种物质中最少含有三种物质的组合情况还缺少：CO、CO₂、CH₄；
【问题讨论】
（1）因为H₂S气体有剧毒，能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀，所以A装置没有明显变化，说明没有硫化氢气体，所以猜想2正确；由于猜想3中含有CO、H₂S、CH₄，不存在二氧化碳，所以通过澄清石灰水，没有明显现象；
（2）验证一氧化碳时，是通过气体燃烧是否生成二氧化碳，所以在点燃前把原来的二氧化碳除掉，所以氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳；由于燃烧的产物中含有二氧化碳，验证二氧化碳的方法是通过澄清的石灰水，反应物是氢氧化钙和二氧化碳，生成物是碳酸钙沉淀和水，碳酸钙后面标上沉淀符号；
（3）验证甲烷的方法是通过气体燃烧能生成二氧化碳和水考虑，由于气体通过ABC装置时都属于液体，所以需要一个干燥剂把原来的水分除掉，因为甲烷燃烧能生成水，所以烧杯壁上有水雾，因为浓硫酸具有吸水性，可以把生成的水吸收，氢氧化钠能与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以用氢氧化钠溶液除去二氧化碳，根据甲烷燃烧生成的水和二氧化碳的质量比为：9：11，如果其中含有一氧化碳时，燃烧后也能生成二氧化碳，所以水和二氧化碳的质量比小于9：11．
故答案为：CO₂；（1）2；没有现象；（2）吸收CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）气体通过ABC装置时，会带入水蒸气；干燥；水雾；浓硫酸和氢氧化钠溶液；9：11．

点评：解答本题关键是要知道验证硫化氢要用硫酸铜溶液，验证二氧化碳用澄清石灰水，验证一氧化碳根据气体燃烧生成二氧化碳考虑，验证甲烷根据气体燃烧后生成水和二氧化碳进行验证．