Question

水蒸气通过灼热的煤所产生的混合气，其主要成分是一氧化碳和氢气，还含有二氧化碳和水蒸气。请用图中所示装置设计一个实验，以确认上述混合气中含有一氧化碳和氢气。

（1）连接上述装置的正确顺序是：（填各接口的代码字母）

混合气（    ）（    ）接（    ）（    ）接（    ）（    ）接（    ）（    ）接（    ）（    ）。

（2）确认混合气中含有氢气的实验现象是___________________________________________；其理由是_____________________________________________________________________。

Answer 1

（1）E  F  D  C  A  B（或B，A）  J  I  G  H

（2）黑色的CuO变红色，无水CuSO₄由白色变蓝色  因为H₂通过灼热CuO后生成Cu和H₂O（g），H₂O（g）使无水CuSO₄变为蓝色的CuSO₄·5H₂O

解析：由于CO和H₂均为无色、无味的气体，所以只能通过化学方法来确认，从题目提供的实验装置和药品分析，可以将混合气通过加热的CuO，使CO转化为CO₂，使H₂转化为H₂O（g），再用石灰水检验CO₂，用无水CuSO₄检验H₂O（g），这两个反应都有鲜明的现象。但是，由于原混合气中还存在CO₂和H₂O（g），不使原混合气通过灼热的CuO而直接通过无水CuSO₄和石灰水，也会出现上述的鲜明现象，因此，在使混合气通过CuO之前，应先除去其中的CO₂和H₂O（g），而且必须是除CO₂在前，除H₂O（g）在后，即“先除杂，后干燥”。从题目提供的药品看，石灰水和NaOH溶液都能吸收CO₂；浓H₂SO₄和无水CuSO₄都能吸收H₂O（g）。在设计实验时必须认真思考：哪个装置用来除掉原混合气中的CO₂和H₂O（g），哪个装置用来检验CO和H₂被灼热CuO氧化的产物以确认混合气的组成。