题目内容
14.2010年4月28日某媒体题为“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】
I、排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO2、H2S、CH4等.
Ⅱ、H2S气体能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀.
【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如图所示的装置并进行探究(夹持仪器已省略).
【问题讨论】
(1)如果A装置没有明显变化,则猜想2成立;如果B装置没有明显变化,则猜想3成立.
(2)在验证猜想l的实验中,装置C中NaOH溶液的作用是除二氧化碳;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,向烧杯内注入澄清的石灰水,震荡.
(3)要确证猜想5中是否有CH4,某同学认为图示装置有不足之处,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或氯化钙或无水硫酸铜、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,通过计算、分析得出结论.
分析 灵活运用CO的还原性,CO2能使澄清石灰水变浑浊、CH4燃烧生成二氧化碳和水的性质,结合题目中的信息:排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO2、H2S、CH4等和H2S气体能与CuSO4溶液反应生成黑色沉淀,再观察图中实验步骤硫酸铜溶液检验二氧化碳,B澄清石灰水检验二氧化碳,C氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳,即可快速解答本题.
解答 解:根据排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO2、H2S、CH4等这一信息,结合四种已做出的猜测,可知猜想4、还有CH4,
故答案为:CH4;
(1)A中是硫酸铜溶液,它与硫化氢反应生成黑色沉淀,若无现象证明不含硫化氢,则猜想2成立.B中是澄清的石灰水,二氧化碳能使它变浑浊,若B装置无明显,说明不含二氧化碳.猜想3正确,
故答案为:2;3;
(2)在验证猜想l的实验中,要验证一氧化碳,利用一氧化碳燃烧生成二氧化碳,所以原来的二氧化碳要把它除去,氢氧化钠能吸收大量的二氧化碳,
故答案为:除二氧化碳;澄清的石灰水;
(3)验证甲烷利用甲烷燃烧能够产生水和二氧化碳,故甲烷燃烧前的水和二氧化碳都需除去,所以在C和D之间加一个干燥装置,若干而冷的烧杯内有水雾证明含有甲烷.要验证是否含一氧化碳,先吸收生成的水,然后用氢氧化钠吸收生成的二氧化碳,并称出这两个装置实验前后质量的变化,
故答案为:干燥;水雾;浓硫酸或氯化钙或无水硫酸铜;氢氧化钠溶液.
点评 本题考查了物质性质的分析应用,利用信息的实验探究题,只有熟练掌握物质的性质才能准确顺利的得出正确答案,题目难度中等.
练习册系列答案
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(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
①该反应的平衡常数表达式K=$\frac{c(C{H}_{3}OH)}{{c}^{2}({H}_{2})•c(CO)}$,△H<0(填“>”、“<”或“=”).
②要提高CO的转化率,可以采取的措施是df(填序号).
a.升温
b.加入催化剂
c.增加CO的浓度
d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压
f.分离出甲醇
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是CD(填字母).
A.c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
④某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%,此时的温度为250℃.以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=0.08mol/(L•min).
(2)下图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A<C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A=C,由状态B到状态A,可采用升温的方法(填“升温”或“降温”).
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ•mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=$\frac{b-a}{2}$-2ckJ•mol-1.
(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)
温度 | 250℃ | 300℃ | 350℃ |
K | 2.041 | 0.270 | 0.012 |
②要提高CO的转化率,可以采取的措施是df(填序号).
a.升温
b.加入催化剂
c.增加CO的浓度
d.加入H2加压
e.加入惰性气体加压
f.分离出甲醇
③300℃时,将容器的容积压缩到原来的1/2,在其他条件不变的情况下,对平衡体系产生的影响是CD(填字母).
A.c(H2)减少 B.正反应速率加快,逆反应速率减慢
C.CH3OH 的物质的量增加 D.重新平衡时c(H2)/c(CH3OH)减小
④某温度下,将2mol CO和6mol H2充入2L的密闭容器中,充分反应10min后,达到平衡时测得c(CO)=0.2mol/L,则CO的转化率为80%,此时的温度为250℃.以CH3OH表示该过程的反应速率v(CH3OH)=0.08mol/(L•min).
(2)下图表示在温度分别为T1、T2时,平衡体系中H2的体积分数随压强变化曲线,A、C两点的反应速率A<C(填“>”、“=”或“<”,下同),A、C两点的化学平衡常数A=C,由状态B到状态A,可采用升温的方法(填“升温”或“降温”).
(3)已知在常温常压下:
①2CH3OH(l)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g)△H=-a kJ•mol-1
②2CO(g)+O2(g)=2CO2(g)△H=-b kJ•mol-1
③H2O(g)=H2O(l)△H=-c kJ•mol-1
则,CH3OH(l)+O2(g)=CO(g)+2H2O(l)△H=$\frac{b-a}{2}$-2ckJ•mol-1.
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