Question

在高溫下赤熱的焦炭能與水蒸氣發生反應，對其反應后的生成物，甲、乙、丙三位同學作了如下猜想：甲認為有H₂、CO生成；乙認為有H₂、CO、CO₂生成；丙認為除有H₂、CO、CO₂外，可能還有其它的含碳化合物生成．
（1）探究小組組長丁認為三位同學的猜想均存在其合理性，請你從原子--分子論的觀點解釋他們猜想的合理性．______．
（2）乙同學為了證明他的猜想是正確的，設計了如下實驗，實驗裝置圖如下：

請運用你所學到的化學知識評價乙同學設計的實驗原理的合理性：______．

Answer 1

解：（1）質量守恒定律的實質是在反應前后原子的數目沒有增減，原子的種類沒有改變，原子的質量沒有變化，所以三位同學的猜想均存在其合理性；
（2）先通過澄清石灰水是檢驗是否有二氧化碳的，通過濃硫酸是為了除水的，通過氧化銅是看氣體是否具有還原性的，再通過無水硫酸銅如果變藍說明有水生成，就說明有氫氣，再通過澄清石灰水如果變渾濁，說明有一氧化碳．所以說乙同學設計的探究實驗原理是合理的．
故答案為：（1）化學反應前后元素種類沒有改變，原子個數沒有增減．但反應后的生成物是否存在，必須用實驗進一步探究驗證．
（2）①觀察A中澄清石灰水的變化情況可檢驗混合氣中是否有CO₂； ②觀察C中灼熱的氧化銅和D中的無水硫酸銅的變化情況可檢驗混合氣中是否有H₂；③觀察C中灼熱的氧化銅和E中澄清的石灰水的變化情況可檢驗混合氣中是否有CO；故乙同學設計的探究實驗原理是合理的．
分析：根據質量守恒定律可知反應前后元素種類是不變的，再根據反應物的元素組成可推出生成物的可能元素組成，再根據澄清石灰水具有檢驗二氧化碳的性質，濃硫酸具有吸水性，無水硫酸銅可以吸水來分析它的合理性即可．
點評：通過回答本題知道了除去水分用濃硫酸，驗證水分用無水硫酸銅，驗證二氧化碳用澄清石灰水，驗證氫氣和一氧化碳時將氣體通過氧化銅再檢驗是否有水和二氧化碳生成．