Question

某小型火力发电厂（以煤为燃料）排放大量的废气，对周围的空气产生了严重污染，并导致当地常降酸雨．为探究废气的成分，实验中学化学课外活动小组的同学将收集来的气体样品用如下装置进行实验．已知装置的连接顺序是丙→甲→乙，且其中的药品均足量．
【猜想与假设】
A同学认为：废气中一定含有CO₂
B同学认为：废气中可能含有CO
C同学认为：废气中可能含有SO₂    
D同学认为：废气中一定不含有N₂
你认为其中不合理的是    （填写同学代号）．
【交流与评价】
经过讨论，大家一致认为：电厂的燃煤中含有较多的硫元素和氮元素．理由是：    ．
【活动探究】
在用上述装置进行的实验中，实验后B同学的观点得到证实：废气中确实含有CO．那么丙装置的作用是：    ，装置甲的玻璃管中发生反应的化学方程式为    ．
【实验反思】
（1）通过上述进行的实验中，大家认为一氧化碳具有还原性．但从环保角度考虑，你对以上装置的改进措施是    ．
（2）四位同学实验后设计出分离CO₂和CO组成的混合气装置，如图，则分液漏斗中应盛放    （填写试剂名称，下同），试剂瓶中应盛放    ．开始时关闭分液漏斗活塞，若混合气按“→”方向进入，可先收集到的气体是    （写化学式），写出此时发生的化学方程式：    ．

Answer 1

【答案】分析：【猜想与假设】根据煤燃烧需要用到空气考虑；【交流与评价】根据酸雨形成的原因考虑；【活动探究】验证一氧化碳需要通过氧化铁生成使澄清石灰水变浑浊的气体，所以要把原来气体中的二氧化碳、二氧化硫除去考虑；根据方程式的写法写出反应原理；【反思】（1）根据尾气污染空气考虑；（2）根据一氧化碳与二氧化碳的分离方法是先通过试剂后将二氧化碳吸收，得到一氧化碳，再通过加入一种试剂再释放出二氧化碳．
解答：解：【猜想与假设】煤燃烧需要用到空气，空气中含有氮气，氮气虽然没有参加反应，但也混合在了废气中，所以废气中一定不含有N₂的说法是错误的；
【交流与评价】酸雨的形成主要是由于二氧化硫或氮的氧化物造成，当地常降酸雨，说明电厂的燃煤中含有较多的硫元素和氮元素；
【活动探究】
验证一氧化碳需要通过氧化铁生成使澄清石灰水变浑浊的气体来验证，而碳燃烧生成的二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水变浑浊，所以先通过氢氧化钠溶液是除去废气中的CO₂、SO₂等气体；一氧化碳与氧化铁反应的反应物是一氧化碳和氧化铁，生成物是铁和二氧化碳，用观察法配平，反应条件是高温写在等号的上方；
【实验反思】
（1）由于一氧化碳在发生反应时，有一部分一氧化碳并没有参加反应，而随着尾气排出，由于一氧化碳有毒会污染空气，所以在d处用酒精灯将尾气进行点燃，转化为二氧化碳再进行排放；
（2）将CO₂和CO的混合气体通过盛有氢氧化钠溶液的试剂瓶后，二氧化碳与氢氧化钠反应生成了碳酸钠和水，一氧化碳不反应，直接进行收集即可，再向生成碳酸钠的试剂瓶内加入盐酸或硫酸，与碳酸钠反应又生成二氧化碳，再将二氧化碳收集起来即可．二氧化碳与氢氧化钠反应的反应物是氢氧化钠和二氧化碳，生成物是碳酸钠和水，用观察法配平即可．
故答案为：【猜想与假设】D
【交流与评价】当地常降酸雨，（其他合理叙述均可）
【活动与探究】除去废气中的CO₂、SO₂等气体（或防止CO₂、SO₂等气体对实验的干扰）
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
【反思】（1）在d处用酒精灯将尾气进行点燃；（2）稀硫酸或稀盐酸，氢氧化钠浓溶液     CO
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
点评：解答本题的关键是要知道在验证一氧化碳存在时必须将原来的二氧化碳和二氧化硫除掉，在分离二氧化碳与一氧化碳时，先将二氧化碳吸收收集到一氧化碳，再通过化学变化将二氧化碳释放出来．