Question

水煤气的主要成分是CO和H₂，还含有一定量的CO₂和H₂O蒸气．化学实验小组的同学想验证主要成份的存在，请你也来参加吧．（假设每个装置的反应都完全进行）
（1）请用上述装置设计一个实验完成验证主要成份的存在，装置的连接顺序是

 

（2）假如把装置B和D顺序颠倒会产生的后果是

 

（3）能说明气体中存在CO的实验现象是

 

（4）装置E的作用是

 

（5）装置C在实验中的现象是

 

（6）该实验存在的不足时

 

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Answer 1

考点：常见气体的检验与除杂方法,二氧化碳的化学性质,氢气的化学性质与燃烧实验

专题：综合实验题

分析：（1）由于水煤气中原来就混有CO₂和H₂O，所以必须先把它们除去，以排除干扰．除去CO₂的试液有NaOH溶液和Ca（OH）₂饱和溶液（石灰水），其中，NaOH易溶于水，溶液较浓，而Ca（OH）₂的溶解度很小，其饱和溶液仍是很稀的溶液，所以用NaOH溶液吸收CO₂，而用石灰水检验CO₂．吸收H₂O的试剂有浓H₂SO₄和无水CuSO₄，其中浓H₂SO₄的吸水性比无水CuSO₄强，所以用浓H₂SO₄吸收H₂O，而用无水CuSO₄检验H₂O．据此确定连接顺序；
（2）根据D装置中的水分会混入混合气体中分析；
（3）CO通过灼热的氧化铜可生成二氧化碳；
（4）无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水的存在；
（5）一氧化碳和氢气都具有还原性；
（6）需要进行尾气处理．

解答：解：（1）确定装置顺序：由于混合气在通过NaOH溶液时会带出少量水分，所以应先除去CO₂，再除去H₂O，然后使除去CO₂和H₂O后的气体通过灼热的CuO．反应后生成的混合气体，先通过无水CuSO₄验证H₂O的生成，再通过澄清的石灰水验证CO₂的生成．如果先通过石灰水，由于会带出少量水分而干扰水的检验．所以装置顺序应为：DBCEA．
（2）D装置中的水分会混入混合气体中，使后面的E中的无水硫酸铜变蓝，无法检验是否有氢气；
（3）CO通过灼热的氧化铜可生成二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，所以能说明气体中存在CO的实验现象是A中的澄清石灰水变浑浊．
（4）无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水的存在．
（5）一氧化碳和氢气都具有还原性，能够还原氧化铜，生成铜．所以装置C在实验中的现象是黑色的固体变成红色．
（6）多余的一氧化碳气体可能会造成污染，所以要进行尾气处理．
故答案为：（1）DBCEA；
（2）无法判断反应中是否有水生成，从而无法判断是否有氢气存在；
（3）A中石灰水变浑浊；
（4）检验是否有水生成；
（5）黑色固体变红色；
（6）没有尾气处理装置．

点评：根据题给装置和CO、H₂的性质，首先确定检验CO和H₂的方法，一般采用间接检验法；CO与CuO反应生成Cu和CO₂，H₂与CuO反应生成Cu和水；CO₂可使澄清石灰水变浑浊，H₂O可使无水CuSO₄变蓝，根据这两种现象可以证明CO₂和水的存在，也就间接证明CO和H₂的存在．