Question

某小型火力發電廠（以煤為燃料）排放大量的廢氣，對周圍的空氣產生了嚴重污染，并導致當地常降酸雨．為探究廢氣的成分，實驗中學化學課外活動小組的同學將收集來的氣體樣品用如下裝置進行實驗．已知裝置的連接順序是丙→甲→乙，且其中的藥品均足量．
【猜想與假設】
A同學認為：廢氣中一定含有CO₂
B同學認為：廢氣中可能含有CO
C同學認為：廢氣中可能含有SO₂　　
D同學認為：廢氣中一定不含有N₂
你認為其中不合理的是______（填寫同學代號）．
【交流與評價】
經過討論，大家一致認為：電廠的燃煤中含有較多的硫元素和氮元素．理由是：______．
【活動探究】
在用上述裝置進行的實驗中，實驗后B同學的觀點得到證實：廢氣中確實含有CO．那么丙裝置的作用是：______，裝置甲的玻璃管中發生反應的化學方程式為______．
【實驗反思】
（1）通過上述進行的實驗中，大家認為一氧化碳具有還原性．但從環保角度考慮，你對以上裝置的改進措施是______．
（2）四位同學實驗后設計出分離CO₂和CO組成的混合氣裝置，如圖，則分液漏斗中應盛放______（填寫試劑名稱，下同），試劑瓶中應盛放______．開始時關閉分液漏斗活塞，若混合氣按“→”方向進入，可先收集到的氣體是______（寫化學式），寫出此時發生的化學方程式：______．

Answer 1

解：【猜想與假設】煤燃燒需要用到空氣，空氣中含有氮氣，氮氣雖然沒有參加反應，但也混合在了廢氣中，所以廢氣中一定不含有N₂的說法是錯誤的；
【交流與評價】酸雨的形成主要是由于二氧化硫或氮的氧化物造成，當地常降酸雨，說明電廠的燃煤中含有較多的硫元素和氮元素；
【活動探究】
驗證一氧化碳需要通過氧化鐵生成使澄清石灰水變渾濁的氣體來驗證，而碳燃燒生成的二氧化碳、二氧化硫都能使澄清石灰水變渾濁，所以先通過氫氧化鈉溶液是除去廢氣中的CO₂、SO₂等氣體；一氧化碳與氧化鐵反應的反應物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，用觀察法配平，反應條件是高溫寫在等號的上方；
【實驗反思】
（1）由于一氧化碳在發生反應時，有一部分一氧化碳并沒有參加反應，而隨著尾氣排出，由于一氧化碳有毒會污染空氣，所以在d處用酒精燈將尾氣進行點燃，轉化為二氧化碳再進行排放；
（2）將CO₂和CO的混合氣體通過盛有氫氧化鈉溶液的試劑瓶后，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成了碳酸鈉和水，一氧化碳不反應，直接進行收集即可，再向生成碳酸鈉的試劑瓶內加入鹽酸或硫酸，與碳酸鈉反應又生成二氧化碳，再將二氧化碳收集起來即可．二氧化碳與氫氧化鈉反應的反應物是氫氧化鈉和二氧化碳，生成物是碳酸鈉和水，用觀察法配平即可．
故答案為：【猜想與假設】D
【交流與評價】當地常降酸雨，（其他合理敘述均可）
【活動與探究】除去廢氣中的CO₂、SO₂等氣體（或防止CO₂、SO₂等氣體對實驗的干擾）
3CO+Fe₂O₃2Fe+3CO₂
【反思】（1）在d處用酒精燈將尾氣進行點燃；（2）稀硫酸或稀鹽酸，氫氧化鈉濃溶液 CO
2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O
分析：【猜想與假設】根據煤燃燒需要用到空氣考慮；【交流與評價】根據酸雨形成的原因考慮；【活動探究】驗證一氧化碳需要通過氧化鐵生成使澄清石灰水變渾濁的氣體，所以要把原來氣體中的二氧化碳、二氧化硫除去考慮；根據方程式的寫法寫出反應原理；【反思】（1）根據尾氣污染空氣考慮；（2）根據一氧化碳與二氧化碳的分離方法是先通過試劑后將二氧化碳吸收，得到一氧化碳，再通過加入一種試劑再釋放出二氧化碳．
點評：解答本題的關鍵是要知道在驗證一氧化碳存在時必須將原來的二氧化碳和二氧化硫除掉，在分離二氧化碳與一氧化碳時，先將二氧化碳吸收收集到一氧化碳，再通過化學變化將二氧化碳釋放出來．