Question

高溫下赤熱的焦炭能與水蒸氣發生反應生成無色的氣體，探究小組同學對其反應后生成的氣體作了如下探究：
【猜想與假設】假設①：生成的氣體可能有H₂、CO；
假設②：生成的氣體可能有H₂、CO₂、

CO

；
假設③：生成的氣體可能有H₂、CO、CO₂、N₂；
假設④：組長認為③的猜想不合理，他作出判斷的理論依據是

反應物中沒有N元素，根據質量守恒定律不可能生成N₂

．
【設計與實驗】為了證明他們的猜想是正確的，設計了如圖所示的實驗裝置：
（提示：濃硫酸作干燥劑，無水硫酸銅遇到水變藍色，H₂和CuO反應生成Cu和H₂O，CO與CuO反應的原理與工業煉鐵的反應原理相似．）
①證明混合氣體中含有H₂，相應的反應現象是

D中無水硫酸銅變藍色

②證明混合氣體中含有CO，相應的反應現象是

E中澄清石灰水變渾濁

③證明混合氣體中含有CO₂，相應的反應現象是

A中澄清石灰水變渾濁

【結論與思考】實驗后得出結論，假設①成立．
①寫出焦炭與水蒸氣發生反應的化學方程式

C+H₂O

高溫  .

H₂+CO

；
②有同學認為尾氣直接排出會污染空氣，應如何處理更合理：

在尾氣排出處加一盞點燃的酒精燈或用空的氣囊收集（合理均可）

Answer 1

分析：（1）根據質量守恒定律的化學反應前后元素的種類不變分析解答；
（2）①根據氫氣還原氧化銅生成的水會使無水硫酸銅變藍的性質檢驗；
②根據一氧化碳還原氧化銅生成的二氧化碳會使澄清石灰水變渾濁的性質檢驗；
③檢驗二氧化碳常用澄清石灰水；
（3）①結合反應物、生成物和反應條件書寫方程式；
②依據一氧化碳的可燃性，采取點燃或收集起來防止污染空氣．

解答：解：（1）在化學反應前后，元素的種類是不發生改變的，依據反應物是碳和水，所以生成的氣體可能有H₂、CO₂、CO；反應前的物質中沒有氮元素，生成物中也不會有氮元素，所以水和碳反應后不會生成氮氣，
（2）①水能夠使無水硫酸銅變藍，氫氣和氧化銅反應會生成水，只要D中的無水硫酸銅變藍，就證明水的存在，也證明了混合氣中有氫氣；
②二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳和氧化銅反應會生成二氧化碳，只要澄清石灰水變渾濁，證明了二氧化碳的存在，也證明了混合氣中有一氧化碳；
③二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，根據石灰水變渾濁的現象，可以確定混合氣體中存在二氧化碳；
（3）①根據焦炭和水在高溫條件下生成氫氣和一氧化碳，化學方程式為：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂；
②因為一氧化碳有毒，不能直接排入大氣中，可以在導管口點燃一個酒精燈使一氧化碳燃燒生成無污染的二氧化碳，或收集處理；
故答案為：
【猜想與假設】CO； 反應物中沒有N元素，根據質量守恒定律不可能生成N₂；
【設計與實驗】①D中無水硫酸銅變藍色；    ②E中澄清石灰水變渾濁；    ③A中澄清石灰水變渾濁；
【結論與思考】①C+H₂O

高溫  .

H₂+CO；   ②在尾氣排出處加一盞點燃的酒精燈或用空的氣囊收集（合理均可）．

點評：本題主要考查了常見氣體的檢驗和除雜方法，以及質量守恒定律在在化學方程式中的應用，并能結合題意靈活分析解答問題．