Question

【題目】某混合氣體可能含有CO、H2、CO2中的兩種或三種。某興趣小組通過實驗探究其成分。

（查閱資料）無水硫酸銅為白色粉末，遇水變藍色。

（提出問題）混合氣體由哪些氣體組成？

（提出猜想）猜想一：混合氣體是CO、CO2； 猜想二：混合氣體是CO、H2；

猜想三：混合氣體是_______； 猜想四：混合氣體是CO、H2、CO2。

（設計實驗）將混合氣體依次通過下列裝置。

（觀察現象）A中黑色固體變紅色，B中無水硫酸銅變藍色，C中澄清石灰水變渾濁。

（討論交流）

（1）無水硫酸銅變藍色，則猜想_______不成立；

（2）小華認為澄清石灰水變渾濁，原混合氣體中一定含有CO2，小軍認為小華的說法不正確，理由是_______；

（3）小麗認為在A裝置前連接如圖2三個裝置就可以確定氣體成分，則各儀器的接口連接順序為：_______→g→h，其中NaOH溶液的作用是_______，按小麗改進后的裝 置重新實驗，觀察到的現象是：A中黑色固體變紅色，B中無水硫酸銅變藍色，_______。則猜想四成立，寫出C中反應的化學方程式_______。

（4）指導老師指出小麗改進后的實驗裝置還存在一處不足，你的改進措施是_______。

（5）碳酸氫鈣［Ca(HCO3)2］的水溶液遇熱時，碳酸氫鈣會分解生成碳酸鈣、二氧化碳和水，將一定質量的Ca(HCO3)2溶液加熱使Ca(HCO3)2完全分解，冷卻后分離混合物，稱得沉淀的質量為10g，所得液體的質量 為185.6g（不考慮CO2的溶解，忽略加熱、分離過程中液體的質量損失）。請計算加熱前原溶液中鈣元素的質量分數為_______(寫出計算過程)。

Answer 1

【答案】H2、CO2 一 若混合氣體中含有一氧化碳，能與氧化銅反應生成二氧化碳，也會使澄清石灰水變渾濁 e→f→a→b→d→c 除去未反應掉的CO2 前后兩瓶石灰水都變渾濁 Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O 在h后增加尾氣處理裝置(或用酒精燈點燃尾氣或尾氣用氣囊收集等合理答案均可) 2％

【解析】

[提出猜想]混合氣體可能有CO、H2、CO2中的兩種或三種，可能的組合為混合氣體是CO、CO2；混合氣體是CO、H2；混合氣體是H2、CO2；混合氣體是CO、CO2、H2；

[討論交流]（1）無水硫酸銅變藍色，說明A中氫氣與氧化銅反應產生水；氣體中含有H2，所以則猜想一不成立；

（2）二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，但是二氧化碳可能來自于原混合氣體，也可能是CO和灼熱的CuO反應會生成CO2，所以小華的說法不正確；故填：若混合氣體中含有一氧化碳，能與氧化銅反應生成二氧化碳，也會使澄清石灰水變渾濁；

（3）氫氧化鈉溶液可以除去未反應掉的CO2，要先驗證并除去二氧化碳，再進行干燥，然后將剩余的氣體通入氧化銅發生反應，在驗證生成的產物，產物驗證時先驗證水蒸氣，在驗證二氧化碳，所以則各儀器的接口連接順序為e→f→a→b→d→c→g→h，A中黑色固體變紅色，說明有還原性氣體，B中無水硫酸銅變藍色，說明A中氫氣與氧化銅反應產生水；氣體中含有H2，前一個瓶澄清石灰水變渾濁，說明含有二氧化碳，后一瓶澄清石灰水變渾濁，說明A中一氧化碳與氧化銅反應產生二氧化碳；氣體中含有一氧化碳；故猜想四成立；二氧化碳與反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；

（4）一氧化碳的毒性，會污染空氣，所以要加裝尾氣處理裝置；措施為：在h后增加尾氣處理裝置（或用酒精燈點燃尾氣或尾氣用氣囊收集）（合理答案均可）；

（5）設生成CO2的質量為x，

x=4.4g，

反應前溶液的質量=185.6g+10g+4.4g=200g；反應前鈣元素的質量=10g××100%=4g；則加熱前原溶液中鈣元素的質量分數為×100%=2%。