Question

14．水煤氣是將水蒸氣通過灼熱的焦炭而生成的氣體，主要成分是一氧化碳、氫氣及少量的二氧化碳和水蒸氣．某課題組同學(xué)為驗(yàn)證水煤氣的成分，做了以下準(zhǔn)備：
（一）資料收集：①H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O   ②CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂
③無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{(lán)色 ④氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳?xì)怏w ⑤濃硫酸有吸水性，可作干燥劑．
（二）設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置

請分析上面信息后回答：
①利用上述裝置驗(yàn)證中各成分的依次順序是H₂O、CO₂、H₂、CO（填氣體的化學(xué)式）；
②裝置C的目的是除去水煤氣中的二氧化碳，裝置D的目的是除去水蒸氣，裝置E內(nèi)觀察到的現(xiàn)象是黑色固體逐漸變成紅色；
③實(shí)驗(yàn)中兩次用到裝置A，其目的分別是第一次使用裝置A目的是驗(yàn)證水煤氣中水蒸氣的存在，第二次使用裝置A目的是檢驗(yàn)水煤氣中是否含有氫氣請你設(shè)計(jì)一種尾氣處理方案：將玻璃管改成尖嘴點(diǎn)燃或用氣球收集．

Answer 1

分析 ①根據(jù)水能使白色硫酸銅變藍(lán)，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，氫氣還原氧化銅能生成水，一氧化碳還原氧化銅生成二氧化碳考慮本題；
②根據(jù)氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)考慮，濃硫酸有吸水性，氧化銅被還原成銅考慮實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；
③根據(jù)實(shí)驗(yàn)中兩次用到裝置A，其目的是不同的，第一次用到裝置A，其目的是驗(yàn)證水煤氣含有二氧化碳?xì)怏w，第二次用到裝置A，其目的是：通過驗(yàn)證生成物中有二氧化碳來證明水煤氣中含有一氧化碳．一氧化碳是一種有毒的氣體，尾氣一般要收集火、點(diǎn)燃進(jìn)行分析．

解答 解：①水能使白色硫酸銅變藍(lán)，先通過無水硫酸銅是檢驗(yàn)是否含有水的；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，再通過石灰水是檢驗(yàn)是否含有二氧化碳的；再通過氫氧化鈉是除去原來的二氧化碳?xì)怏w，通過濃硫酸是除去原來的水蒸氣，通過氧化銅是檢驗(yàn)是否含有還原性氣體，再通過無水硫酸銅，是看是否有水生成，因?yàn)闅錃膺�原氧化銅生成銅和水，所以是為了檢驗(yàn)是否有氫氣的；最后通過澄清石灰水是看有沒有二氧化碳生成，由于一氧化碳還原氧化銅生成銅和二氧化碳，所以是為了檢驗(yàn)是否含有一氧化碳的；
②氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以氫氧化鈉的目的是吸收二氧化碳，排除對(duì)一氧化碳檢驗(yàn)的干擾；濃硫酸有吸水性，所以裝置D的目的是：除去水蒸氣，氧化銅被還原成銅所以現(xiàn)象是：黑色粉末變?yōu)榧t色；
③前面的裝置A是為了檢驗(yàn)是否有水生成，后面的裝置A是為了檢驗(yàn)是否有水生成，從而確定是否有氫氣存在，尾氣含有一氧化碳，能污染空氣，一般要收集火、點(diǎn)燃，所以尾氣處理方案：將玻璃管改成尖嘴點(diǎn)燃．
故答案為：①H₂O、CO₂、H₂、CO；
②除去水煤氣中的二氧化碳，除去水蒸氣，黑色固體逐漸變成紅色；
③第一次使用裝置A目的是驗(yàn)證水煤氣中水蒸氣的存在，第二次使用裝置A目的是檢驗(yàn)水煤氣中是否含有氫氣，將玻璃管改成尖嘴點(diǎn)燃或用氣球收集．

點(diǎn)評(píng) 本題難度不是很大，以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查常見氣體氫氣、一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣的性質(zhì)，熟練掌握常見氣體的化學(xué)性質(zhì)并能靈活運(yùn)用是正確解答本題的關(guān)鍵．