Question

4．我省有著豐富的天然氣資源，許多化肥廠用天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)來制備氫氣和一氧化碳：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{高溫}$CO+3H₂．為了證實該反應(yīng)所生成的混合氣體的成分，興趣小組的同學設(shè)計了如下圖所示裝置并進行實驗，請你回答下列相關(guān)問題：
【實驗?zāi)康摹孔C實混合氣體中含有CO和H₂
【查閱資料】濃硫酸具有吸水性
【進行實驗】在裝置中通入混合氣體，點燃酒精燈，如上圖所示進行實驗
【實驗分析】①若要證實混合氣體中有CO，應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象是A中的黑色粉末變?yōu)榧t色，C中的石灰水變渾濁；，相關(guān)的化學反應(yīng)方程式是CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O
②若要證實混合氣體中有H₂，且是通過裝置B驗證的，應(yīng)采用的方法是稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量并進行比較．
③有同學認為，根據(jù)該混合氣體生產(chǎn)的實際情況，混合氣體中可能含有水分，因而還應(yīng)對上述實驗裝置加以改進．請你提出改進的方案在裝置A前增加除水分裝置，例如可以連接一個和B裝置相同的裝置
【反思評價】有同學認為B．C裝置互換對證實混合氣體中含有CO和H₂無影響，你認為有（填“無”或“有”）影響，說明理由反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量的變化可能是由于氣體從C中帶出來的水蒸氣引起的，無法證明是否含有氫氣．

Answer 1

分析 氧化銅和一氧化碳在加熱條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
氧化銅和氫氣在加熱條件下反應(yīng)生成銅和水，濃硫酸具有吸水性，可以用來干燥氧氣、二氧化碳、氫氣等氣體．

解答 解：①若要證實混合氣體中有CO，應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象是：石灰水變渾濁，A中黑色粉末變?yōu)榧t色；
加熱條件下氧化銅和一氧化碳反應(yīng)的化學方程式為：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：A中的黑色粉末變?yōu)榧t色，C中的石灰水變渾濁； CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
②如果混合氣體中有氫氣，則加熱條件下氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水，水通過B裝置時被濃硫酸吸收，B裝置的質(zhì)量增大．
故填：稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量并進行比較．
③如果混合氣體中含有水分，會影響對氫氣的檢驗，為了除去水蒸氣，可以在裝置A前增加除水分裝置，例如可以連接一個和B裝置相同的裝置．
故填：在裝置A前增加除水分裝置，例如可以連接一個和B裝置相同的裝置．
【反思評價】實驗中要通過稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量并進行比較，來分析是否含有氫氣，但是BC裝置互換對后，反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量的變化可能是由于氣體從C中帶出來的水蒸氣引起的，無法證明是否含有氫氣．
故填：有；反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量的變化可能是由于氣體從C中帶出來的水蒸氣引起的，無法證明是否含有氫氣

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．