(2013?柳州)水煤气是一种工业上常用的气体燃料,一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得,含有少量的CO2和水蒸气杂质.某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究.
【查阅资料】
(1)白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色;
(2)Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,与过量盐酸反应时生成NaCl,H2O,CO2
【实验假设】
①可燃气只是CO
②可燃气体只是H2
③可燃气体是CO,H2的混合气.
【实验过程】
实验小组按以下流程进行实验(水煤气中CO2,H2O已被充分吸收);

实验中,发现黑色氧化铜变红,且
无水硫酸铜变蓝色
无水硫酸铜变蓝色
,证明水煤气含有H2;还观察到澄清石灰水变浑浊,证明水煤气含有另一可燃气体为
一氧化碳
一氧化碳

【实验反思】
根据实验结论,甲同学认为实验应保证安全,防止中毒,对尾气的处理方法是
用容器收集起来
用容器收集起来

【实验拓展】
(1)实验后,乙同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗,可向溶液中滴入几滴稀盐酸,若没有气体产生,则溶液中还有NaOH剩余,但丙同学认为乙同学的设计是错误的,理由是
如果氢氧化钠被完全消耗,生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,也没有气体产生
如果氢氧化钠被完全消耗,生成的Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,也没有气体产生

(2)丁同学通过本次实验,结合查阅的资料发现,不用任何其它试剂,只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液.正确的鉴别方案及结论是
把两种溶液分别加入两支试管中,用胶头滴管吸取其中的一种溶液,向另一只试管中滴加,
如果开始时没有气泡产生,滴加一会儿后产生气泡,说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸,另一种是碳酸钠溶液;
如果一开始就有气泡产生,说明胶头滴管中的溶液是碳酸钠溶液,另一种是稀盐酸
把两种溶液分别加入两支试管中,用胶头滴管吸取其中的一种溶液,向另一只试管中滴加,
如果开始时没有气泡产生,滴加一会儿后产生气泡,说明胶头滴管中的溶液是稀盐酸,另一种是碳酸钠溶液;
如果一开始就有气泡产生,说明胶头滴管中的溶液是碳酸钠溶液,另一种是稀盐酸
一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学.
(1)工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应,得到CO和H2,该反应的化学方程式为
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2
CH4+H2O
 高温 
.
 
CO+3H2
,得到的CO和H2的混合气被称为合成气,合成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.
(2)某他学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备,并设计实验验证合成气的还原性.
I.用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气.根据 (1)中所写的化学方程式.合成气中CO和H2的质量比为
14:3
14:3

Ⅱ.用合成气还原足量氧化铜.实验装置如图所示:

[设计实验步骤]
①连接好装置并检查气密性.
②装入药品,通人一段时间合成气.
③分别称量装置D、E的质量.
④缓缓通入合成气,加热装置C,使其充分反应.
⑤停止加热,继续通入合成气至恢复到室温.
⑥再次分别称量装置D、E的质量.
[完善实验设计]经过讨论同学们认为,装置E后还应添加一个酒精灯,并在实验步骤
(填实验步骤的序号)中点燃(点燃前应对气体验纯).
[进行实验]该小组的同学按上述步骤进行实验,并记录了实验现象和数据:
①装置C中出现
色物质.
②称量数据如左表所示.
装置D的质量 装置E的质量
反应前 292.4g 198.2g
反应后 296.0g 201.5g
[现象分析和数据处理]
①甲同学根据装置C中的现象,认为是合成气中的CO和H2还原了CuO.
②乙同学通过对上表数据的分析,推测除了CO和H2以外,制得的合成气中可能还有未反应的CH4,且CH4也还原了CuO.试通过计算说明他的推测依据.
该实验生成物中碳、氢元素的质量比与一氧化碳和氢气还原氧化铜后碳、氢元素的质量比不符
该实验生成物中碳、氢元素的质量比与一氧化碳和氢气还原氧化铜后碳、氢元素的质量比不符

[拓展探究]该小组同学对于CH4是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究.
查阅资料:甲烷具有还原性,可以还原氧化铜,生成CO2和H2O;白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色.
实验设计:该小组同学拟用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验.

①图中装置F中盛放的试剂名称是
澄清的石灰水
澄清的石灰水

②图中装置的正确连接顺序是
HGFI
HGFI
(填字母,且每套装置限用一次).

水煤气是一种工业上常用的气体燃料,一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得,含有少量的CO2和水蒸气杂质.某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究.

【查阅资料】

(1)白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色;

(2)Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl,与过量盐酸反应时生成NaCl,H2O,CO2

【实验假设】

①可燃气只是CO

②可燃气体只是H2

③可燃气体是CO,H2的混合气.

【实验过程】

实验小组按以下流程进行实验(水煤气中CO2,H2O已被充分吸收);

实验中,发现黑色氧化铜变红,且         ,证明水煤气含有H2;还观察到澄清石灰水变浑浊,证明水煤气含有另一可燃气体为             

【实验反思】

根据实验结论,甲同学认为实验应保证安全,防止中毒,对尾气的处理方法是         

【实验拓展】

(1)实验后,乙同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗,可向溶液中滴入几滴稀盐酸,若没有气体产生,则溶液中还有NaOH剩余,但丙同学认为乙同学的设计是错误的,理由是                                                                      。 

(2)丁同学通过本次实验,结合查阅的资料发现,不用任何其它试剂,只用试管和胶头滴管就可以鉴别稀盐酸和碳酸钠两种无色溶液.正确的鉴别方案及结论是                                                                                                                                                                                                                                        

 

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