Question

某無色氣體中可能含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮氣中的一種或幾種．現將該氣體依次緩緩通過下圖所示裝置，觀察到：①A裝置內一直未見有渾濁出現；②D裝置內無水硫酸銅變藍（無水硫酸銅遇水變藍）．最終收集到一定量干燥氣體（假設每步反應以及對氣體的吸收都是完全的）．
請回答下列問題：

（1）由①可知原混合氣體中肯定不含

CO₂

（寫化學式，下同）．

	D裝置總質量	E、F裝置總質量
反應前	156.6g	356.8g
反應后	158.4g	361.2g

（2）由②可知原混合氣體中一定含有

CH₄

．
（3）實驗過程中記錄的實驗數據如表，則原混合氣體的成分為

N₂、CH₄、CO

．

Answer 1

分析：（1）根據①A裝置內一直未見有渾濁出現，由二氧化碳的化學性質進行分析判斷．
（2）根據②D裝置內無水硫酸銅變藍（無水硫酸銅遇水變藍），進行分析解答．
（3）氮氣的化學性質穩定，不能燃燒，不與濃硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、硫酸銅發生反應，據此根據題意確定是否含有氮氣．反應前后D裝置的質量差是反應生成的水的質量，EF的質量差是反應生成的二氧化碳的質量，根據水和二氧化碳的質量、化合物中某元素質量的計算方法可計算氣體中的碳、氫元素的質量比，可判斷是否含有一氧化碳．

解答：解：（1）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，①A裝置內一直未見有渾濁出現，可知原混合氣體中肯定不含二氧化碳．
（2）②D裝置內無水硫酸銅變藍（無水硫酸銅遇水變藍），說明該無色氣體點燃后生成了水，根據質量守恒定律可知，原混合氣中含有氫元素；甲烷、一氧化碳能燃燒，但只有甲烷燃燒能生成水，故原混合氣體中一定含有甲烷．
（3）由于氮氣的化學性質穩定，不能燃燒，不與濃硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、硫酸銅反應，不能被吸收，反應生成的水與無水硫酸銅反應，反應生成的二氧化碳能被氫氧化鈉溶液吸收，所以最終收集到的干燥氣體是氮氣；
反應前后D裝置的質量差即是反應生成的水的質量，生成水的質量為：158.4g-156.6g=1.8g，其中含氫元素的質量為1.8g×

1×2

18

×100%=0.2g；E、F的質量差是反應生成的二氧化碳的質量，生成二氧化碳的質量為：361.2g-356.8g=4.4g，其中含有碳元素的質量為：4.4g×

12

44

×100%=1.2g，碳、氫元素質量比為1.2g：0.2g=6：1，甲烷中碳、氫元素質量比12：（1×4）=3：1，混合氣體中中碳、氫元素質量比大于甲烷中碳、氫元素的質量比，則原混合氣體中一定還含有一氧化碳；故原混合氣體的成分為N₂、CH₄、CO．
故答案為：（1）CO₂；（2）CH₄；（3）N₂、CH₄、CO．

點評：氣體的檢驗和除雜是初中化學實驗的重點之一，熟悉常見氣體的性質，并能利用性質的不同進行檢驗、鑒別、分離和除雜是解答此類題的關鍵．