题目内容

9.小华同学用排水法收集了一大瓶沼气池中气体(图1中的A),为了弄清它的成分,进行了有关实验.请你与他一起完成以下探究活动:
【对气体猜想】猜想I:全部是甲烷CH4;  猜想Ⅱ:全部是一氧化碳CO;
猜想Ⅲ:是CO和CO2的混合气体;  猜想Ⅳ:是CH4和CO2的混合气体.
【信息给予】1、甲烷是一种可燃性气体,燃烧后产生CO2 和H2O;
2、CO是一种可燃性气体,燃烧产物为CO2;
【实验和推断】将A中的气体依次通入B、C中,在D处点燃.

(1)要将A中的气体通入后面的装置中,应选图2中的② (填序号)“注水装置”.
(2)若B中石灰水变浑浊,则说明A中的气体中含有CO2气体.
(3)装置C中氢氧化钠溶液可以除去气体中的CO2.若D处倒扣的是涂有澄清石灰水的烧杯,出现浑浊,且B中无明显现象,则猜想“Ⅰ、Ⅱ”可能成立;若D处倒扣的是干冷的大烧杯,杯壁有水雾出现,有同学认为猜想“I、Ⅳ”可能成立,另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有CH4,理由是气体通过B、C装置时,会带出水蒸气(或A中导出的气体本身可能含有水蒸气);要排除这种干扰可采取的措施是在点燃前将气体先通过干燥装置.
(4)采取(3)中的排除干扰措施后:若D处分别倒扣干冷的烧杯和涂石灰水的烧杯,分别出现水雾和浑浊,且B中也出现浑浊,则证明猜想“Ⅳ”成立.

分析 (1)根据①②③装置的差异性以及该实验的要求进行分析解答;
(2)澄清石灰水常用来检验二氧化碳的存在;
(3)根据氢氧化钠会与二氧化碳反应,可以用来吸收二氧化碳后出现的现象分析;根据BD中出现的现象进行分析,检验水的存在,需要先干燥气体;
(4)根据BD中的现象验证验证猜想的正确性.

解答 解:(1)需要得到平稳的气流还需要能够控制反应的速度,通过水的滴加来实现,因此选择分液漏斗,故答案为:②;
(2)澄清石灰水变浑浊可以证明二氧化碳的存在,故答案为:CO2;
(3)装置C中氢氧化钠溶液可以除去气体中的CO2.根据D处倒扣的涂有澄清石灰水的烧杯出现浑浊,而B中无明显现象,说明有二氧化碳的产生,故可能是甲烷或一氧化碳燃烧产生的,所以猜想Ⅰ、Ⅱ可能成立;要证明甲烷的存在,在点燃之前不能携带水蒸气,否则会对验证产生干扰,而气体通过B、C装置时,会带出水蒸气(或A中导出的气体本身可能含有水蒸气);因此在检验之前用浓硫酸将水吸收就可以了;故答案为:Ⅰ、Ⅱ;气体通过B、C装置时,会带出水蒸气(或A中导出的气体本身可能含有水蒸气);在点燃前将气体先通过干燥装置;
(4)排除干扰后,D处烧杯出现水雾和浑浊,说明生成了水和二氧化碳,原气体中就有甲烷,且B中石灰水变浑浊证明了二氧化碳的存在,故答案为:Ⅳ.

点评 本题属于物质的鉴别的考查,关键是利用所要鉴别物质的性质差别,设计实验,实验中出现明显的现象差异,达到鉴别物质的目的,还要注意干扰因素的存在.

练习册系列答案
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17.请你参与兴趣小组的探究活动.

【提出问题】铁红中铁的质量分数是多少?(已知:工业铁红的主要成分是Fe2O3,还含有少量的FeO、Fe3O4.)
【查阅资料】
①草酸晶体(H2C2O4•3H2O)在浓H2SO4作用下受热分解,化学方程式为:
H2C2O4•3H2O $\frac{\underline{\;浓H_{2}SO_{4}\;}}{△}$ CO2↑+CO↑+4H2O
②浓H2SO4是液体,能有效吸收水分.
③碱石灰是氧化钙和氢氧化钠的混合物.
④一般来说,氢氧化钠溶液吸收二氧化碳的效果比氢氧化钙溶液好.
⑤铁的常见氧化物中铁的质量分数:
铁的氧化物FeOFe2O3Fe3O4
铁的质量分数77.8%70.0%72.4%
【实验与讨论】
(1)下列不能用作草酸分解制取气体的装置是abc(填字母编号).
(2)用图1所示装置进行实验,实验前应先检查装置的气密性.

(3)进入D中的气体是纯净、干燥的CO,则A、C中的试剂依次是c、a(填字母编号).
a.浓硫酸       b.澄清的石灰水      c.氢氧化钠溶液
(4)B装置的作用是验证二氧化碳已除尽,发生的化学方程式是CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
(5)写出D装置中含量最多的固体物质所发生反应的化学方程式3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
【数据分析与计算】
称取铁红样品20.0g,用上述装置进行实验,测定铁红中铁的质量分数.
①D中充分反应后得到Fe粉的质量为m g,则14.0<m<15.6.
②实验前后称得E装置增重13.2g,则此铁红中铁的质量分数是76.0%.
【实验评价】
请指出图2中实验装置的一个明显缺陷缺少尾气处理装置.

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