Question

水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究．
【提出猜想】
1．该混合气体只含有一氧化碳、氢气．
2．该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气
3．该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸 气
4．该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气
【查阅资料】a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色．
b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，可吸收CO₂和水分．
c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂．
【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）．

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有

 

．B中变化的化学方程式为

 

．
（2）装置C中的药品为氢氧化钠溶液（吸收CO₂），装置D中的药品为浓硫酸．
（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是

 

； 写出E中的一个反应化学方程式

 

．
【实验结论】猜想

 

正确．
【实验反思】经过讨论，同学们将上图中装置C-H进行了简化，只用如图所示装置并自选必要试剂就能完成探究．其中，干燥管中碱石灰的作用为

 

，烧杯上能观察到的现象是

 

．最后一步的实验操作及现象是

 

．

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,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，说明混合气体中含有水蒸气；
装置B中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中含有二氧化碳；
（2）浓硫酸具有吸水性，可以用作氧气、二氧化碳、氢气等气体的干燥剂；
（3）加热条件下，氢气和氧化铜反应生成铜和水，一氧化碳和氧化铜反应生成铜和二氧化碳；
碱石灰中的氢氧化钠和氧化钙能够吸收水蒸气和二氧化碳；
氢气是生成水，一氧化碳燃烧生成二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊．

解答：解：（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，说明混合气体中含有水蒸气，装置B中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中含有二氧化碳；
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：水蒸气和二氧化碳；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）E中氧化铜变红，说明氧化铜中的铜被置换出来，F中无水硫酸铜变蓝，说明反应生成了水，进一步证明混合气体中含有氢气；
G中澄清石灰水变浑浊，说明反应生成了二氧化碳，进一步证明混合气体中含有一氧化碳；
加热条件下，氢气、一氧化碳和氧化铜反应的化学方程式为：CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O，CuO+CO

△   .

Cu+CO₂；
【实验结论】猜想2正确；
【实验反思】其中，干燥管中碱石灰的作用为吸收水蒸气和二氧化碳，烧杯上能观察到的现象是出现水珠；
最后一步的实验操作及现象是把烧杯翻转过来，向烧杯中滴加适量澄清石灰水，石灰水变浑浊．
故填：氢气和一氧化碳；CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O，或CuO+CO

△   .

Cu+CO₂；2；吸收水蒸气和二氧化碳；出现水珠；把烧杯翻转过来，向烧杯中滴加适量澄清石灰水，石灰水变浑浊．

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．