Question

城市排污管道中常因聚集有毒氣體而引發傷人事故．某學習小組想知道城市排污管道氣中可能的成分，并設計實驗對各成分進行檢驗．查閱資料得知：①城市排污管道中可能含有較多的CO、CO₂、H₂S、CH₄等氣體； ②堿石灰可以吸收水蒸氣和CO₂；
③H₂S氣體有劇毒，能與CuSO₄溶液反應生成黑色沉淀；④CH₄、CO均不與CuSO₄溶液、石灰水以及堿石灰反應．
小組同學設計了如圖所示的裝置（相關氣體在A、C裝置中吸收完全）．

請回答下列問題：
（1）若裝置A中出現黑色渾濁，則說明排污管道氣中含有______（填化學式）．
（2）若排污管道氣中含有CO₂，則裝置B中觀察到的現象是______，該反應的化學方程式是______．
（3）若裝置D中可見火焰，干燥的燒杯內壁有水霧出現，說明排污管道氣中含有______（填名稱）．該反應的化學方程式是______．
（4）有同學提出，若樣品氣中含有CO，并測得燃燒產物中水的質量[m（H₂O）]和二氧化碳的質量[m（CO₂）]，則應滿足的關系是______（取最簡整數比）．

Answer 1

解：（1）裝置A中是硫酸銅溶液，它與硫化氫反應生成黑色沉淀，若出現黑色渾濁證明排污管道氣含硫化氫，化學式為H₂S．故填：H₂S．
（2）裝置B中是澄清的石灰水，二氧化碳能使它變渾濁，反應化學方程式為：CO₂ +Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
（3）利用甲烷燃燒能夠產生水和二氧化碳，裝置D中可見火焰，干燥的燒杯內壁有水霧出現，說明排污管道氣中含有甲烷，反應的化學方程式為：CH₄+2O₂CO₂+2H₂O，故填：甲烷；CH₄+2O₂CO₂+2H₂O
（4）根據反應的化學方程式 CH₄+2O₂CO₂+2H₂O，純凈的甲烷氣體完全燃燒生成水與二氧化碳的質量比=（2×18）：44=9：11，如果排污管道氣含有CO則燃燒生成物中二氧化碳質量會增大，則反應后＜9：11，故填：小于9：11
分析：靈活運用CO的還原性，CO₂能使澄清石灰水變渾濁、CH₄燃燒生成二氧化碳和水的性質，結合題目中的信息：排污管道中的大部分有機物在一定條件下發酵會產生CO、CO₂、H₂S、CH₄等和H₂S氣體能與CuSO₄溶液反應生成黑色沉淀，再觀察圖中實驗步驟硫酸銅溶液檢驗二氧化碳，B澄清石灰水檢驗二氧化碳，C氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，即可快速解答本題．
點評：利用信息的實驗探究題，只有熟練掌握物質的性質才能準確順利的得出正確答案．