题目内容

17．H2、CO、CO2、水蒸气和CH4都是初中化学常见的气体．某无色无味气体X和无色无味气体Y可能含有上述五种气体中的一种或两种．为了确认气体X和气体Y的组成，同学们分组进行了实验．
甲同学：研究无色气体X的组成．
【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
c．氢气、一氧化碳、甲烷均能在加热的条件下与氧化铜反应．
【实验过程】
同学们设计了如图甲所示装置，并进行了实验（部分夹持仪器已略去）．
（1）装置A中无水硫酸铜不变蓝，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含有水蒸气和二氧化碳．写出装置B中反应的化学方程式：CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O．
（2）装置C和D中的药品分别为浓氢氧化钠溶液和浓硫酸．
（3）同学们通过观察装置E、F、G中的现象后，证明了混合气中含有氢气，同时证明另两种气体不存在，则装置G中的药品、现象和结论是装置G中装有澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，则原混合气体中有CO
乙组同学：研究无色气体Y的组成．
【实验过程】

（1）同学们设计了装置C，其作用是吸收气体中的二氧化碳和水蒸气．
（2）装置D、E中盛放的试剂依次是b、a（填序号）．
    a．烧碱溶液     b．浓硫酸
（3）若取1.6g气体Y进行实验（假设每步反应都完全），发现装置A、B中均无明显变化，装置D增重1.8g，装置E增重2.2g，则气体Y的组成是H2和CO．

分析 甲：（1）根据无水硫酸铜遇水变蓝和澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，判断混合气体中的气体；并根据记忆写出石灰水与二氧化碳的反应式；
（2）CD装置应是除去（1）中所验证的气体；
（3）根据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，判断混合气体中其余气体；
乙：（1）根据资料：NaOH固体易吸收水蒸气，据此分析装置B的作用即可．
（2）先经过NaOH溶液时会带水蒸气到浓硫酸中，影响测定结果，据此进行分析判断．
（3）装置A中无明显变化，排除了CO2；装置C增重1.8g，生成了1.8g水；装置D增重2.2 g，生成了2.2g二氧化碳；据此可以计算出所含氢元素、碳元素的质量，进而可以确定气体X的组成．

解答 解：甲：（1）由无水硫酸铜遇水变蓝和澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊的特点可知，混合气体中有水蒸气和二氧化碳；装置B中澄清石灰水与二氧化碳反应的化学方程式是：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O．
（2）C装置中应是浓氢氧化钠，目的是吸收混合气体中的二氧化碳，D装置中应是浓硫酸，目的是吸收混合气体中的水蒸气．
（3）E中氧化铜变红，说明有一氧化碳气体或氢气或二者的混合气体；F中无水硫酸铜变蓝，说明有氢气，因为氢气还原氧化铜可生成水；G中澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳气体，因为一氧化碳还原氧化铜可生成二氧化碳；同时E中的变化说明，氧化铜具有还原性．
乙：（1）装置B中药品是固体NaOH，可作干燥剂，能吸收气体中的水分和二氧化碳，防止气体中水蒸汽和二氧化碳干扰实验．
（2）装置C盛放的试剂应为浓硫酸，目的是通过是否增重测定H元素的有无，装置D中盛放的试剂是烧碱溶液，目的是通过是否增重测定C元素的有无．先经过NaOH溶液时会带出水蒸气到浓硫酸中，影响水的测定结果．
（3）装置A中无明显变化，气体中不含CO2；装置C增重1.8 g，含H元素的质量为1.8g×$\frac{2}{18}$×100%=0.2g；装置D增重2.2 g，同理可知含C元素0.6g；气体X1.6 g中含H元素0.2g、含C元素0.6g，应含O元素0.8g，很明显，气体X1.6g中含有CO，且质量为1.4g，刚好为C、O元素质量之和，由此可知没有CH4，气体X中还含有0.2gH2．
故答案为：甲：（1）混合气体中含有水蒸气和二氧化碳；CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O；
（2）浓氢氧化钠溶液和浓硫酸；
（3）装置G中装有澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊，则原混合气体中有CO；
乙：（1）吸收气体中的二氧化碳和水蒸气；（2）b、a；（3）H2和CO．

点评 本题难度较大，涉及知识面广，对学生思维能力要求高，既考查知识的识记、理解、迁移、运用，又考查分析、对比、归纳等思维能力．

练习册系列答案
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7．在宏观、微观、符号之间建立联系是化学学科的特点．
（1）保持水的化学性质的最小粒子是水分子．
（2）用化学符号表示：水H2O、氧气O2、氢气H2．
（3）下图是电解水的微观模拟示意图．

据图比较分析，化学反应前后原子的种类和数目不变，分子的种类改变．
这个实验还可以得出宏观结论：水是由氢元素和氧元素组成的．
8．下列各项叙述中不正确的是①②③⑤⑦⑧（填数字序号）
①干冰升华变为气体，分子的大小和间隔均增大
②有机物都含碳元素，所以含碳元素的化合物都是有机物
③燃烧一般都伴随发光、放热现象，所以有发光、放热现象的变化就是燃烧
④在所有的纯净物中，不是单质，就一定是化合物
⑤酸碱中和反应生成盐和水，所以生成盐和水的反应一定是中和反应
⑥原子和分子均是微粒，在三态变化中分子、原子结构均没有发生改变
⑦单质都是由同种元素组成的，同种元素组成的物质一定是单质
⑧置换反应中一定有单质和化合物生成，生成单质和化合物的反应一定属于置换反应．
5．金属在生产和生活中有广泛的应用．
（1）如图是家用的台灯，图中标示的物质中，属于金属材料的有①②④（填序号）．

（2）硫铁矿【主要成分是二硫化亚铁（FeS2）】是一种重要的化工原料，常用来制备铁、硫酸及氯化铁，有关工业流程图如下：

小资料：Fe+2FeCl3═3FeCl2
①反应Ⅱ的化学方程式为：3CO+Fe2O3 $\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2，反应ⅡI的化学方程式为：Fe2O3+6HCl=2FeCl3+3H2O．
②结合上述流程，下列有关说法错误的是ABCE（填序号）．
A．反应I的化学方程式为：4FeS2+902$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe2O3+8SO2
B．上述物质中，含铁元素的物质共有4种
C．上述物质中，硫元素的化合价有-2、+2、+3三种
D．若向溶液乙或丁溶液中加入足量的甲，都会产生大量气泡
E．若不考虑反应中元素的损失，200t含FeS260%的硫铁矿最多可以制得98t硫酸．
12．科学家用点燃氢气的，验证燃烧产物的方法，证实了水的组成．
（1）如果将电解水长生的氢气直接缓缓地通过装有足量无水硫酸铜的仪器c，并在导管口b处点燃，然后把盛有冷水的烧杯置于如图所示的位置，实验过程中可以观察到的现象是无水硫酸铜变蓝；导管d处有淡蓝色火焰；烧杯底部附着着小水珠．d处发生反应的化学方程式为2H2+O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H2O．
（2）在进行电解水的实验时，常加入少量NaOH以增强水的导电性，NaOH不被电解．若将质量分数为5%的NaOH溶液100g进行电解，当溶液中NaOH的质量分数改变了1%时停止电解，则生成H2的质量约为1.9g．
2．工业上，高温锻烧石灰石（主要成分CaCO3）可得到生石灰（CaO）和二氧化碳，锻烧250t含碳酸钙80%的石灰石（杂质不参与反应），生成二氧化碳的质量为多少？
9．下列物品可用铝及铝合金制造的是（　　）
①炒菜用锅 ②电线、电缆 ③枪弹、炮弹 ④汽车、飞机 ⑤建筑门窗．
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6．某兴趣小组用氯酸钾与二氧化锰制取氧气，试管中固体的质量随时间变化的数据见表．
加热时间/min0t1t2t3
固体质量/g28.023.218.418.4
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（2）氯酸钾完全反应后共产生氧气9.6g．
（3）计算反应前混合物中二氧化锰的质量分数（要求写出计算过程）．
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（1）其中属于物理性质的是①⑧，属于化学性质的是②③④；
（2）属于物理变化的是⑨，属于化学变化的是⑤⑥；
（3）属于物质的用途的是⑦．

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