Question

工業上涌水蒸氣通過灼熱的焦炭反應流出的氣體成分主要含有CO和H₂，還有CO₂和H₂O氣．請用如圖提供的儀器，選擇必要的試劑，設計一個實驗證明上述混合氣體中一定含有CO和H₂（加熱裝置和導管等在途中均略去，裝置C不能加熱）

回答下列問題：
（1）除去混合氣體中的水蒸氣選用裝置________．盛NaOH溶液裝置用途是________．
（2）裝置B中所發生的反應方程式是________．
（3）檢驗水蒸氣，可在裝置干燥管C中加入的試劑是（寫化學式）________．
（4）按氣流方向從左到右用A～G字母連接各儀器的順序為（每個裝置只用一次）________
（5）能證明混合氣體中含CO的實驗依據是________．
（6）能證明混合氣體中含H₂的實驗依據是________．
實驗思考：連接實驗裝置時，能否將裝置E、F順序調換（填“能”或“不能”）________．

Answer 1

解：（1）濃硫酸具有吸水性，可以除去混合氣體中的水蒸氣；氫氧化鈉溶液可以與混合氣體中的二氧化碳發生化學反應，從而除去其中的二氧化碳氣體；
故填：E；除去CO₂；
（2）裝置B中所發生的反應是氫氣還原氧化銅，其化學反應的方程式為：CuO+H₂Cu+H₂O；
故填：CuO+H₂Cu+H₂O；
（3）白色的無水硫酸銅遇水后變為藍色，所以可在裝置干燥管C中加入無水硫酸銅（CuSO₄），通過觀察顏色是否改變來確定水蒸氣的存在；
故填：CuSO₄；
（4）為了驗證混合氣中含有CO和H₂，實驗儀器的連接先后順序為：除二氧化碳→除掉水分→還原裝置→檢驗水分→檢驗二氧化碳；
故填：D→A→F→E→B→C→G；
（5）證明原混合氣體中CO存在的實驗現象是D中黑色粉末變紅，G中澄清石灰水變渾濁；；
故填：原混合氣體中CO₂已除去，其中CO與CuO反應生成的CO₂使澄清的石灰水變渾濁；
（6）如果有氫氣存在，氫氣和黑色的氧化銅反應生成紅色的銅和水，水和白色的無水硫酸銅反應生成藍色的硫酸銅晶體；若兩裝置換位置，則導致氣體先通過氫氧化鈉溶液，混有水分出來，影響B裝置中的實驗；
故填：原混合氣體中H₂已被除去，其中H₂與CuO反應生成的H₂O使無水硫酸銅由白色變為藍色；不能．
分析：（1）根據濃硫酸的吸水性和二氧化碳的性質填空；
（2）根據反應物（氧化銅和氫氣）、反應條件（加熱）以及生成物（銅和水）來書寫化學反應方程式；
（3）由無水硫酸銅的性質進行分析、填空；
（4）根據實驗的意圖設計儀器的連接先后順序；
（5）因為一氧化碳與氧化銅反應，所以證明原混合氣體中CO存在的實驗依據是B中黑色粉末變紅，G中澄清石灰水變渾濁；
（6）根據氫氣和黑色的氧化銅反應生成紅色的銅和水，水和白色的無水硫酸銅反應生成藍色的硫酸銅晶體進行分析；若兩裝置換位置，則導致氣體先通過氫氧化鈉溶液，混有的水分不能被除去．
點評：本題考查了物質的推斷與鑒別；學會分析反應現象和本質的聯系，如B中黑色粉末變紅，說明有還原性氣體；G中澄清石灰水變渾濁，說明有二氧化碳氣體；了解用實驗探究物質的化學性質與物理性質的方法和技巧．