Question

某無色氣體X可能含有氫氣、一氧化碳、二氧化碳和甲烷四種氣體中的一種或兩種．為確認(rèn)其組成，某同學(xué)取一定量該氣體按下圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（假設(shè)每步都充分反應(yīng)或吸收），結(jié)果裝置①中無明顯變化，裝置③增重1.8g，裝置④增重2.2g．（提示：堿石灰有吸水性；濃硫酸有吸水性；氫氧化鈉能吸收二氧化碳）

下列關(guān)于氣體X成分的分析中，一定不含有

CO₂

；
可能含有的組成（1）

CH₄

；（2）

CH₄和H₂、CO

；（3）

CO和H₂

；（4）

無

．

Answer 1

分析：首先根據(jù)各裝置的作用：①裝置可以檢驗(yàn)是否含有二氧化碳，堿石灰能吸收水分和酸性氣體，濃硫酸是用來吸收水分的，氫氧化鈉溶液用來吸收二氧化碳．裝置①中無明顯變化，說明一定沒有CO₂；裝置③增重1.8 g，說明生成了1.8g水；裝置④增重2.2 g，說明生成了2.2g二氧化碳；然后根據(jù)水和二氧化碳的質(zhì)量可計(jì)算出二氧化碳和水的物質(zhì)的量的比，進(jìn)而可以確定氣體X的組成．

解答：解：由題意可知：氣體X通過澄清石灰水時(shí)無明顯變化，說明一定不含二氧化碳；
該氣體燃燒后生成水和二氧化碳，因?yàn)檠b置③增重1.8 g，說明生成了1.8g水，即有0.1mol水生成；因?yàn)檠b置④增重2.2g，說明有0.05mol二氧化碳生成，則生成的二氧化碳和水的比是1：2；
CH₄+2O₂

點(diǎn)燃  .

2H₂O+CO₂
              2     1
0.05mol    0.1mol  0.05mol
2H₂+O₂

點(diǎn)燃  .

2H₂O     2CO+O₂

點(diǎn)燃  .

2CO₂
觀察方程式可知，如果是純甲烷燃燒符合條件，但是一旦加入了只生成水的氫氣，那么最終一定會(huì)多生成水，二氧化碳和水的比例一定不會(huì)是1：2，故不可能是甲烷和氫氣的混合物；如果加入了只生成二氧化碳的CO，那么最終一定會(huì)多生成二氧化碳，二氧化碳和水的比例也一定不會(huì)是1：2，故不可能是甲烷和一氧化碳的混合物；一氧化碳燃燒只生成CO₂，H₂只燃燒生成H₂O，如果反應(yīng)物比例適當(dāng)也會(huì)出現(xiàn)這種生成物比例；
故X的組成可能是①只有甲烷，②可能含有氫氣和一氧化碳，③可能同時(shí)含有甲烷、氫氣和一氧化碳．

點(diǎn)評(píng)：氣體燃燒產(chǎn)生了水蒸氣和二氧化碳，說明該氣體中既含有氫元素，也含有碳元素，然后根據(jù)所給數(shù)據(jù)仔細(xì)分析．