Question

13．氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷都是初中科学常见的气体．
（1）可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，所以可燃性气体点燃前应先检验气体的纯度
（2）某无色气体X可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四种气体中的一种或两种．为确认其组成某同学取一定量该气体按如图所示装置进行实验（假设每步都充分反应或吸收）
 
①同学们设计了装置②，其作用是吸收气体中的水分和二氧化碳
②装置③、④中盛放的试剂依次是ba（填序号）
a．烧碱溶液       b．浓硫酸
③取一定量该气体进行实验，发现装置①中无明显变化，装置③增重1.8g，装置④增重2.2g．则气体X的可能组成是CH₄；H₂和CO；CH₄、H₂、CO．

Answer 1

分析 （1）根据点燃可燃性气体容易发生爆炸考虑；
（2）①根据资料：NaOH固体易吸收水蒸气，据此分析装置B的作用即可．
②先经过NaOH溶液时会带水蒸气到浓硫酸中，影响测定结果，据此进行分析判断．
③装置A中无明显变化，排除了CO₂；装置C增重1.8g，生成了1.8g水；装置D增重2.2 g，生成了2.2g二氧化碳；据此可以计算出所含氢元素、碳元素的质量，进而可以确定气体X的组成．

解答 解：（1）可燃性气体与空气混合点燃可能会爆炸，所以可燃性气体点燃前应先检验气体的纯度；
（2）①装置②中药品是固体NaOH和氯化钙，可作干燥剂，能吸收气体中的水分和二氧化碳，防止气体中水蒸汽和二氧化碳干扰实验．
②装置③盛放的试剂应为浓硫酸，目的是通过是否增重测定H元素的有无，装置④中盛放的试剂是烧碱溶液，目的是通过是否增重测定C元素的有无．先经过NaOH溶液时会带出水蒸气到浓硫酸中，影响水的测定结果．
③装置①中无明显变化，气体中不含CO₂；装置C增重1.8 g，含H元素的质量为1.8g×$\frac{1×2}{18}$×100%=0.2g；装置D增重2.2 g，同理可知含C元素0.6g；气体X中含H元素0.2g、含C元素0.6g，碳元素和氢元素的原子个数比是：$\frac{0.6}{12}$：$\frac{0.2}{1}$=1：4，而甲烷中碳和氢的个数比是1：4，所以气体可能是甲烷，如果没有甲烷，是氢气和一氧化碳的混合物也可以，只要能保证碳和氢的个数比是1：4就行，还有一种可能就是既有甲烷也含有氢气和一氧化碳；所以气体的组成可能有：CH₄；H₂和CO；CH₄、H₂、CO．
故答案为：（1）检验气体的纯度；（2）①吸收气体中的水分和二氧化碳；②ba；③CH₄；H₂和CO；CH₄、H₂、CO．

点评 本题难度较大，涉及知识面广，对学生思维能力要求高，既考查知识的识记、理解、迁移、运用，又考查分析、对比、归纳等思维能力．