Question

2．某无色气体，可能含有H₂、CO、CO₂、H₂O中的一种或多种．现将该气体依次经过下列装置处理（假设每步作用均完全）．有关的实验现象是：
Ⅰ．A装置质量增重；
Ⅱ．B装置中的固体由黑变红；
Ⅲ．C装置中无水硫酸铜变蓝；
Ⅳ．D装置质量增加．请回答下列问题：

①装置C中无水硫酸铜变蓝的原因是CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；CuSO₄+5H₂O=CuSO₄•5H₂O（用化学方程式表示），装置C的作用是检验是否生成水证明氢气是否存在；
②由现象Ⅱ和Ⅳ可知该混合气体中肯定含有CO，该物质在装置B中与CuO反应的化学方程式是CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
③有同学认为图实验方案不合理，请你指出存在的问题无法确定水和二氧化碳的存在情况，改进方案是在装置A前增加两个装置：无水CuSO₄→澄清石灰水（在装置A前增加一个无水CuSO₄装置）．

Answer 1

分析 ①根据无水硫酸铜遇水变蓝的性质进行分析；
②根据氢气和一氧化碳具有还原性，二氧化碳会与氢氧化钠反应进行分析；
③根据通过D后气体可能会携带水蒸气进行分析．

解答 解：①根据C装置中无水硫酸铜变蓝知，B装置中的反应有水生成，而无色气体中可能含有H₂、CO、CO₂、H₂O中的一种或多种，可判知是氢气与氧化铜在加热条件下反应生成了水，该反应用化学方程式表示为：CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，装置C的作用是吸收气体中的水蒸气；
②根据D装置质量增加可判断B装置中的反应有二氧化碳生成，一氧化碳具有还原性，在加热条件下可与B装置中的氧化铜反应使固体由黑变红同时生成二氧化碳气体，于是由现象Ⅱ和Ⅳ可判断该混合气体中肯定含有CO，CO在装置B中与CuO反应的化学方程式是：CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
③固体氢氧化钠能够吸收水和二氧化碳，因此无法确定二氧化碳喝水的存在，因此在装置A前增加两个装置：无水CuSO₄→澄清石灰水（在装置A前增加一个无水CuSO₄装置）．
故答案为：①CuO+H₂$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，CuSO₄+5H₂O=CuSO₄•5H₂O；检验是否生成水证明氢气是否存在；
②CO；CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
③无法确定水和二氧化碳的存在情况；在装置A前增加两个装置：无水CuSO₄→澄清石灰水（在装置A前增加一个无水CuSO₄装置）．

点评 本题考查了氢气、一氧化碳还原氧化铜，二氧化碳与碱反应以及混合物分离除杂等，要注意操作的顺序及各装置的作用．