题目内容

4．我省有着丰富的天然气资源，许多化肥厂用天然气在高温、催化剂作用下与水蒸气反应来制备氢气和一氧化碳：CH4+H2O$\frac{\underline{\;催化剂\;}}{高温}$CO+3H2．为了证实该反应所生成的混合气体的成分，兴趣小组的同学设计了如下图所示装置并进行实验，请你回答下列相关问题：
【实验目的】证实混合气体中含有CO和H2
【查阅资料】浓硫酸具有吸水性
【进行实验】在装置中通入混合气体，点燃酒精灯，如上图所示进行实验
【实验分析】①若要证实混合气体中有CO，应该观察到的现象是A中的黑色粉末变为红色，C中的石灰水变浑浊；，相关的化学反应方程式是CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
②若要证实混合气体中有H2，且是通过装置B验证的，应采用的方法是称量反应前后装置B的质量并进行比较．
③有同学认为，根据该混合气体生产的实际情况，混合气体中可能含有水分，因而还应对上述实验装置加以改进．请你提出改进的方案在装置A前增加除水分装置，例如可以连接一个和B装置相同的装置
【反思评价】有同学认为B．C装置互换对证实混合气体中含有CO和H2无影响，你认为有（填“无”或“有”）影响，说明理由反应前后装置B的质量的变化可能是由于气体从C中带出来的水蒸气引起的，无法证明是否含有氢气．

分析 氧化铜和一氧化碳在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
氧化铜和氢气在加热条件下反应生成铜和水，浓硫酸具有吸水性，可以用来干燥氧气、二氧化碳、氢气等气体．

解答 解：①若要证实混合气体中有CO，应该观察到的现象是：石灰水变浑浊，A中黑色粉末变为红色；
加热条件下氧化铜和一氧化碳反应的化学方程式为：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2；
二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．
故填：A中的黑色粉末变为红色，C中的石灰水变浑浊； CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2，Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．
②如果混合气体中有氢气，则加热条件下氢气和氧化铜反应生成铜和水，水通过B装置时被浓硫酸吸收，B装置的质量增大．
故填：称量反应前后装置B的质量并进行比较．
③如果混合气体中含有水分，会影响对氢气的检验，为了除去水蒸气，可以在装置A前增加除水分装置，例如可以连接一个和B装置相同的装置．
故填：在装置A前增加除水分装置，例如可以连接一个和B装置相同的装置．
【反思评价】实验中要通过称量反应前后装置B的质量并进行比较，来分析是否含有氢气，但是BC装置互换对后，反应前后装置B的质量的变化可能是由于气体从C中带出来的水蒸气引起的，无法证明是否含有氢气．
故填：有；反应前后装置B的质量的变化可能是由于气体从C中带出来的水蒸气引起的，无法证明是否含有氢气

点评 实验现象是物质之间相互作用的外在表现，因此要学会设计实验、观察实验、分析实验，为揭示物质之间相互作用的实质奠定基础．

练习册系列答案
相关题目
14．使用红磷燃烧的方法测定空气中氧气的含量：
（1）写出红磷在空气中燃烧的符号表达式4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．
（2）在该实验中观察到的现象是红磷燃烧，产生大量白烟，放出大量的热，由此可知氧气约占空气总体积的五分之一．
（3）集气瓶内剩余的气体主要是氮气，它具备的化学性质是不支持燃烧．
15．某研究性学习小组对双氧水开展如下研究

（1）图1装置中仪器①的名称为分液漏斗．
（2）小林同学将MnO2与水泥按一定比例混合，制作成小块状固体，加入图2装置中制氧气，以方便实验结束回收二氧化锰．其中块状固体应放置在A处（填“A”或“B”），二氧化锰的作用是催化作用，该装置中反应的文字表达式是过氧化氢$\stackrel{二氧化锰}{→}$水+氧气．利用该装置反应一段时间后，需停止反应，其操作是关闭活塞，原因是关闭活塞后，产生的气体使试管中压强增大，液体被压回长颈漏斗中，固液分离，反应停止．
（3）小亮发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃．那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究．
第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水．用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去．将带火星的术条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象．小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验．三组实验的数据和现象见下表．
第一组第二组第三组
集气瓶编号①②③④⑤①②③④⑤①
收集的O2占容积的体积分数（%）1020304050313335373934
带火星木条的状况微亮亮很亮复燃复燃很亮很亮复燃复燃复燃很亮
请根据实验回答下列问题：
①本实验中使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：否（填“是”或“否”）．
②收集的氧气占容积的体积分数最低为35%时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数
是49%（计算结果保留整数）．
③用带火星的木条直接检验双氧水受热分解产生的氧气时，往往难以复燃，这是因为在加热生成氧气的同时产生大量水蒸气所致，此时混合气体中氧气的体积分数随温度变化的曲线如图3所示．若只考虑氧气的体积分数对实验结果的影响，欲使带火星的木条复燃，应将加热双氧水的最高温度控制在82℃．
12．t℃时，将10gA物质溶解在40g水中，30g溶液中含溶质B10g，C溶液的质量分数为30%，A、B、C三种溶液均恰好为饱和溶液，则三种物质在t℃时的溶解度大小顺序为（　　）
A．．B＞C＞AB．．B＞A＞CC．．C＞B＞A
19．煤、石油和天然气是重要的、不可再生的能源，它们燃烧产生过多的二氧化碳等物质会对环境造成严重的影响
（1）下列措施符合我国“世界环境日”主题的是A、B．（填字母）
A．限制发展高耗能的产业      B．推广使用“乙醇汽油”，减少有害气体排放
C．为了减少废气对本地区空气的污染，化工厂加高烟囱
（2）二氧化碳等气体过多的排放，使温室效应加剧加剧，导致全球变暖．为减少二氧化碳过多的排放对环境的影响，你能做的一件事：植树造林；
（3）将二氧化碳和氢气以一定比例混和，在一定条件下反应，生成一种重要的化工原料乙烯（C2H4）和水，该反应的化学方程式为2CO2+6H2$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$C2H4+4H2O．
（4）为解决能源短缺和环境污染的问题，可开发利用的新能源有氢能．（写一种）
9．地震之后要开展疾病预防工作．在预防消毒过程中常用到过氧乙酸（其化学式为CH3COOOH）．过氧乙酸是被广泛使用的高效消毒剂，它无色且具有辛辣味，具有强氧化性，与过氧化氢一样不稳定，温度稍高即可分解放出一种常见单质气体，并生成醋酸．根据以上材料回答：
（1）过氧乙酸由3种元素组成，相对分子质量为76．
（2）过氧乙酸的物理性质是：无色且具有辛辣味；其化学性质是：具有强氧化性，不稳定易分解．
（3）下列说法不正确的是B
A．过氧乙酸是一种化合物          B．过氧乙酸中C、H、O元素质量比是1：2：3
C．过氧乙酸分子由9个原子构成     D．过氧乙酸中O元素的质量分数约为63.2%
16．下列说法正确的是（　　）
A．同种物质的饱和溶液一定比不饱和溶液浓
B．气体的溶解度随压强增大而增大，随温度升高而减小
C．饱和溶液析出晶体后，溶液的溶质的质量分数一定减小
D．不饱和溶液变为饱和溶液后，溶液的溶质的质量分数一定增大
13．化学方程式3A+B═3C+2D，生成物C和D的质量比为9：8，有A和 B的混合物34克充分混合，恰好完全反应，则生成C的质量为18g．
5．某硫酸盐的化学式为X2SO4，则X原子的结构示意图可能是（　　）
A．B．C．D．

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