Question

9．某无色气体，可能含有H₂、CO、HCl、CO₂、N₂中的一种或多种．现将该气体依次经过下列装置处理后，最终收集到一定量干燥的气体（假设每步作用均完全）．部分实验现象是：①A装置质量增重，有浑浊出现；②C装置中的固体由黑变红；③E中质量增加．请回答下列问题：

（Ⅰ）装置C中仪器Ⅰ的名称是酒精灯．
（Ⅱ）由现象②③可知原混合气体中肯定含有CO；装置B的作用干燥气体．
（Ⅲ）写出装置E中发生反应的化学方程式：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（Ⅳ）请分析原混合气体中可能存在的是：一定含有CO、HCl、N₂，可能含有CO₂．
（Ⅴ）小黄同学想测定上述实验中氢氧化钠溶液的质量分数，于是取用10g氢氧化钠溶液并利用稀硫酸进行滴定，当消耗0.1mol硫酸时恰好完全反应，求该氢氧化钠溶液的溶质质量分数．（根据方程式列式计算）

Answer 1

分析 （Ⅰ）根据I在装置C中的作用进行分析，
（Ⅱ）根据C装置中的固体由黑变红，说明了混合气中有还原性的气体氢气、一氧化碳中的一种或两种，但是D装置中无水硫酸铜不变蓝．说明了没有水生成，原混合气中也就没有氢气，说明一定存在一氧化碳，一定没有氢气，
（Ⅲ）根据二氧化碳会与氢氧化钠反应进行分析，
（Ⅳ）根据（Ⅱ）中知道一定存在一氧化碳，一定没有氢气，但是A装置质量也增重了，二氧化碳和氯化氢气体都会和氢氧化钙反应，所以没法判断二氧化碳是否一定存在；
（Ⅴ）根据化学方程式和硫酸的摩尔质量，列出比例式，就可计算出含氢氧化钠的质量；

解答 解：（Ⅰ）I装置是为直玻璃管中的氧化铜反应提供热量的，结合常见的仪器可知该仪器的名称，故答案为：酒精灯；
（Ⅱ）C装置中的固体由黑变红，说明了混合气中有还原性的气体氢气、一氧化碳中的一种或两种，但是D装置中无水硫酸铜不变蓝．说明了没有水生成，原混合气中也就没有氢气，说明一定存在一氧化碳，一定没有氢气，二氧化碳会与氢氧化钠反应而被氢氧化钠吸收，装置B的作用是干燥气体；
（Ⅲ）二氧化碳会与氢氧化钠反应，生成碳酸钠和水，发生反应的化学方程式：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（Ⅳ）二氧化碳和氯化氢气体都会和氢氧化钙反应，所以没法判断二氧化碳是否一定存在，C装置中的固体由黑变红，说明了混合气中有还原性的气体氢气、一氧化碳中的一种或两种，但是D装置中无水硫酸铜不变蓝．说明了没有水生成，原混合气中也就没有氢气，说明一定存在一氧化碳，一定没有氢气；故答案为：一定含有CO、HCl、N₂，可能含有CO₂．
（Ⅴ）设10g氢氧化钠溶液中含氢氧化钠的物质的量是x，
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
2             1
x           0.1mol
$\frac{2}{x}=\frac{1}{0.1mol}$
x=0.2mol
10g氢氧化钠溶液中含氢氧化钠的质量=0.2mol×40g/mol=8g
该氢氧化钠溶液的溶质质量分数=$\frac{8g}{10g}$×100%=80%．
答案：
（Ⅰ）酒精灯；
（Ⅱ）CO；干燥气体；
（Ⅲ）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（Ⅳ）一定含有CO、HCl、N₂，可能含有CO₂．
（Ⅴ）该氢氧化钠溶液的溶质质量分数为80%．

点评 在解此类物质的鉴别题时，首先知道混合气中的各种气体的性质，然后根据各步中出现的现象进行推测物质的可能存在、一定存在或一定不存在．