Question

【题目】半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O（g）．半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料．
完成下列填空：
（1）半水煤气含有少量硫化氢．将半水煤气样品通入溶液中（填写试剂名称），出现 ， 可以证明有硫化氢存在．
（2）半水煤气在铜催化下实现CO变换：CO+H2O CO2+H2 ， 若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，经CO变换后的气体中：V（H2）：V（N2）= ．
（3）碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一．已知：

	Na2CO3	K2CO3
20℃碱液最高浓度（mol/L）	2.0	8.0
碱的价格（元/kg）	1.25	9.80

若选择Na2CO3碱液作吸收液，其优点是；缺点是 ． 如果选择K2CO3碱液作吸收液，用什么方法可以降低成本？写出这种方法涉及的化学反应方程式．
（4）以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案．取一定体积（标准状况）的半水煤气，经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数．
①选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ、方框中．
②该实验方案中，步骤（选填“Ⅳ”或“Ⅴ”）可以确定半水煤气中H2的体积分数．

Answer 1

【答案】
（1）硝酸铅（或硫酸铜）；黑色沉淀
（2）3：1
（3）价廉；吸收CO2能力差；碱液循环使用；2KHCO3 K2CO3+CO2↑+H2O
（4）；浓硫酸；浓硫酸；；IV
【解析】（1）将水煤气通入硝酸铅（或硫酸铜）溶液中，出现黑色沉淀，证明含有硫化氢，所以答案是：硝酸铅（或硫酸铜）；黑色沉淀；
（2）若半水煤气中V（H2）：V（CO）：V（N2）=38：28：22，反应中氮气体积不变，根据方程式：CO+H2O CO2+H2 ， 可知经CO变换后的气体中V（H2）：V（N2）=（38+28）：22=3：1，所以答案是：3：1；
（3）碳酸钠比碳酸钾价格便宜，但碳酸钠溶液浓度比碳酸钾小，吸收二氧化碳的能力差；碳酸钾吸收二氧化碳生成碳酸氢钾，加热碳酸氢钾可以得到碳酸钾，再循环利用，所以答案是：价廉；吸收CO2能力差；碱液循环使用；2KHCO3 K2CO3+CO2↑+H2O；
（4）①半水煤气中含有二氧化碳，首先利用碱液除去二氧化碳，干燥后再通过氧化铜反应，利用浓硫酸吸收产生的水蒸气，利用碱液吸收产生的二氧化碳，进而计算体积分数 ，所以答案是： ；
②氢气还原氧化铜生成水蒸气，浓硫酸吸收水蒸气，故步骤IV可以确定半水煤气中H2的体积分数，
所以答案是：IV．