Question

工业上用赤热的焦炭和水蒸气在高温条件下生产水煤气，其产物中含有H₂O、H₂、CO、CO₂等物质．课外兴趣小组的同学设计如下实验装置，用来证明水煤气中含有H₂和CO，请根据下图回答有关问题：（装置图中省去了铁架台）

（1）装置B、C的作用分别是

 

、

 

．
（2）证明水煤气中有H₂的现象是

 

．
（3）小华同学认为该装置还可用来测定氧化铜中铜、氧元素质量比．他记录了以下两个数据：反应前D装置中氧化铜样品为Xg，反应后F装置增重Yg，则氧化铜中铜、氧元素质量比的计算式为

 

（用字母表示）．若考虑到石灰水中的Ca（OH）₂的溶解性较差，则实验结果可能比真实数值

 

（填“偏大”或“偏小”）．
（4）该装置的设计，有一处明显的不足，应如何改进

 

．

Answer 1

分析：要证明一氧化碳和氢气的存在，可以从这两种物质反应后生成的二氧化碳和水进行证明，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，水能使无水硫酸铜变蓝，一氧化碳是有毒的气体，使用后必须进行尾气处理．

解答：解：（1）水煤气中含有二氧化碳和水，使用澄清石灰水的目的是检验其中的二氧化碳是否被除尽，浓硫酸具有吸水性，能将水煤气中的水分除去，所以本题答案为：检验二氧化碳是否除尽，除水；
（2）氢气具有还原性，能将氧化铜还原为红色的铜，生成的水能使无水硫酸铜变蓝，所以本题答案为：氧化铜粉末逐渐变红，且无水硫酸铜变蓝；
（3）反应后F装置增重Yg，说明生成的二氧化碳的质量为Yg，设生成的铜的质量为x
CuO+CO

△   .

Cu+CO₂
          64  44
          X    Yg

64

x

=

44

Yg

  x=

16Yg

11

所以氧元素的质量为：Xg-

16Yg

11

，所以铜氧两种元素的质量比为：16Y：（11X-16Y）
氢氧化钙吸收二氧化碳不完全，则会导致二氧化碳的质量偏大，求得的铜元素的质量偏大而氧元素质量偏小，会导致比值偏大，所以本题答案为：16Y：（11X-16Y），偏大．
（4）一氧化碳是有毒的气体，必须进行尾气处理，以防造成空气污染，所以本题答案为：没有进行尾气处理，可收集或直接点燃．

点评：本题考查了一氧化碳和氢气存在的检验，完成此题，可以依据已有的知识进行，检验氢气的存在是根据反应后生成的水进行，检验一氧化碳的存在是根据反应后生成的二氧化碳进行．