Question

春节期间，多地发生燃放烟花致人受伤的事件．据报道某地有一男孩在排污井盖上燃放鞭炮，将燃烧的鞭炮投入很久未开启的排污井内点燃了排污井内的气体，井盖被炸飞，男孩被井盖击伤．某化学兴趣小组的同学对排污井内的气体成分十分感兴趣，于是进行了研究．
【提出问题】排污井内气体的主要成分是什么？
【查阅资料】①排污井内的有机物在一定条件下产生了气体，其成分可能含有CO、CO₂、CH₄．
②氢氧化钠溶液可以与二氧化碳充分反应．
③浓硫酸有很强的吸水性，可以作为一些气体的干燥剂．
【提出猜想】某兴趣小组同学对排污井内气体含有上述气体中至少2种成分的猜想如下：
猜想Ⅰ：有CO₂、CH₄            猜想Ⅱ：有CO、CH₄
猜想Ⅲ：有CO、CO₂             猜想Ⅳ：有

 

【实验方案】小组同学共同设计了如图所示的装置并经行探究．
【问题讨论】
（1）装置A出现浑浊，证明猜想

 

不正确．A中发生的方程式为

 

（2）小明通过装置C处

 

的现象，证明猜想Ⅲ不成立．小芳对此提出了疑义，小芳认为要在装置

 

之间的位置再增加一个上图中

 

（填序号）装置，才能证明猜想Ⅲ不成立．
（3）为了进一步确认气体中是否含有一氧化碳，小明将装置C处气体完全燃烧后的产物依次通过装置D、E，经实验测定装置D增重1.8g，装置E增重2.2g，由此证明猜想

 

成立．
（4）小明认为要证明排污井内气体是否含有CO，可以不用装置B，小芳则认为需要使用装置B，你认为装置B的作用是

 

．
【知识拓展】
有同学在化学老师的引导下得知排污井内的气体除了以上几种气体外还有可能含有一种有毒气体：硫化氢气体，并查阅资料得知：
①碱石灰主要成分是氧化钙固体和氢氧化钠固体混合物，可以吸收水蒸气和CO₂；
②硫化氢气体有剧毒，能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀；于是将上述实验的装置一进行改进，如图所示：
（5）若出现

 

的现象，则说明排污管道气中含有H₂S气体．
（6）碱石灰在该实验中起干燥的作用，但是经常出现变质的问题，例如氧化钙敞放在空气中最终可能变成

 

（写化学式），请设计实验证明变质后的产物．

实验操作	实验现象	实验结论
		氧化钙已经变质

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,生石灰的性质与用途,碱的化学性质,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,燃烧、爆炸、缓慢氧化与自燃

专题：科学探究

分析：据至少2种成分进行猜想；
二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；
一氧化碳燃烧能生成二氧化碳，甲烷燃烧能生成水和二氧化碳；
根据实验装置中的质量变化情况可以确定物质的组成；
氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳气体．
硫化氢气体能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀；
据氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙分析；
据碳酸盐与酸反应产生二氧化碳气体分析；

解答：解：【提出猜想】猜想Ⅳ为：CO、CO₂、CH₄
（1）装置A出现浑浊，说明气体中含有二氧化碳，猜想Ⅱ中没有二氧化碳，是不正确的．二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
故填：Ⅱ．
（2）猜想Ⅲ中的一氧化碳燃烧能生成二氧化碳，不能生成水，如果实验现象中出现水珠，就能够证明猜想Ⅲ不成立．
故填：烧杯内壁出现水珠．
如果气体经过B中的氢氧化钠溶液时，水会进入气体中，影响实验结果，所以应该在装置B和C之间的加一个吸收水的装置，装置中的试剂应该是浓硫酸，因为浓硫酸具有吸水性．
故填：装置B和C；D．
（3）甲烷燃烧的化学方程式及其质量关系为：CH₄+2O

点燃  .

CO₂+2H₂O，
                                                  44    36
可以计算出生成水和二氧化碳的质量比是：36：44=9：11，D增重的1.8g是水，E增重的2.2g是二氧化碳，质量比是：1.8g：2.2g=9：11，所以猜想Ⅰ成立．
故填：Ⅰ．
（4）装置B的作用是除去气体中的二氧化碳．
故填：除去气体中的二氧化碳．
【知识拓展】（5）因硫化氢气体能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀，故A中出现黑色沉淀时，证明含有硫化氢气体；
（6）氧化钙与水反应生成氢氧化钙，氢氧化钙与空气中的二氧化碳反应生成碳酸钙，故氧化钙敞放在空气中最终可能变成CaCO₃
实验操作：向固体中加入少量稀盐酸；
实验现象：若产生气泡；
故答案为：
【提出猜想】：CO、CO₂、CH₄
（1）Ⅱ；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）烧杯内壁出现水珠；装置B和C；D；
（3）Ⅰ；（4）除去气体中的二氧化碳
【知识拓展】（5）A中出现黑色沉淀；（6）CaCO₃ 实验操作：向固体中加入少量稀盐酸；   实验现象：若产生气泡；

点评：本题考查根据实验现象、生成物质量来判断物质的组成，解答的关键是要掌握各种物质的性质，掌握了物质的性质，再分析起来就比较容易了．