Question

10．某无色气体可能由CO和H₂中的一种或两种组成，为了确定其成分，化学兴趣小组的同学进行了以下探究．
【查阅资料】白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色．
【实验设计】

①如图装置A中盛放的液体名称是石灰水．
②如图装置的正确连接顺序是：CBAD（填字母，且每套装置限用一次）．
【进行猜想】若装置连接正确，有关无色气体成分的猜想和对应的实验现象如下表：

无色气体的成分	对应的实验现象
	装置A中的液体	装置B中的固体	装置C中的固体
猜想一：只有CO	变浑浊	无明显现象	变红
猜想二：有一氧化碳和氢气	变浑浊	变蓝
猜想三：只有H2	无变化	变蓝

【实验结论】进行实验，证明猜想二正确．
【拓展延伸】铁元素可以形成三种氧化物，分别是Fe₂O₃、Fe₃O₄ 和FeO（黑色）．将CuO换为某黑色粉末（可能由一种或几种铁的氧化物组成），仍用如图装置按原连接顺序进行实验，充分反应至铁的氧化物全部转化为铁，装置C需做的一处改进是将酒精灯换成酒精喷灯．
【数据分析】假设上述实验中每一步吸收都是完全的，若黑色粉末的质量为4.8g，反应后装置A的增重为1.1g，装置B的增重为0.9g，则黑色粉末的成分是四氧化三铁与氧化亚铁的混合物．

Answer 1

分析 根据一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，氢气能与氧化铜反应生成铜和水，检验二氧化碳使用的是澄清的石灰水，检验水使用的是无水硫酸铜，根据一氧化碳与铁的氧化物高温反应设计实验装置，根据数据结合物质间的反应进行分析解答即可．

解答 解：【设计实验】①检验二氧化碳使用的是澄清的石灰水，故填：石灰水；
②一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，氢气能与氧化铜反应生成铜和水，检验二氧化碳使用的是澄清的石灰水，检验水使用的是无水硫酸铜，需要先检验水的存在，再检验二氧化碳的存在，由于一氧化碳具有毒性，需要进行尾气处理，故填：CBAD；
【进行猜想】若是A中澄清石灰水变浑浊，则说明含有一氧化碳，若是B中变蓝，则说明含有氢气；故填：

无色气体的成分	对应的实验现象
	装置A中的液体	装置B中的固体	装置C中的固体
猜想一：只有CO	变浑浊	无明显现象	变红
猜想二：有一氧化碳和氢气	变浑浊	变蓝
猜想三：只有H2	无变化	变蓝

【拓展延伸】根据一氧化碳与铁的氧化物高温反应，故将酒精灯换成酒精喷灯，故填：将酒精灯换成酒精喷灯；
【数据分析】因为是黑色粉末，肯定不含有氧化铁；
反应后装置A的增重为1.1g，装置B的增重为0.9g，
设一氧化碳结合的氧元素的质量为x
CO₂--O
44         16
1.1g       x
$\frac{44}{16}=\frac{1.1g}{x}$   x=0.4g
设氢气结合的氧元素的质量为y
H₂O--O
18         16
0.9g       y
$\frac{18}{16}=\frac{0.9g}{y}$  y=0.8g
故氧元素的质量一共为：0.4g+0.8g=1.2g
故铁元素的质量为：4.8g-1.2g=3.6g
铁元素与氧元素的质量比为：3.6g：1.2g=21：7
四氧化三铁中铁元素与氧元素的质量比为：（56×3）：（16×4）=21：8，
氧化亚铁中铁元素与氧元素的质量比为：56：16=21：6
故该黑色粉末是四氧化三铁与氧化亚铁的混合物，故填：四氧化三铁与氧化亚铁的混合物．

点评 本题考查的是常见物质成分的推断，完成此题，可以依据物质的性质进行．