Question

4．水蒸氣通過灼熱的焦炭后得到的混合氣體有哪些成分？某化學興趣小組在老師的指導下，對此進行了實驗探究．

【提出猜想】1．該混合氣體只含有一氧化碳、氫氣
2．該混合氣體含有一氧化碳、二氧化碳、氫氣和水蒸氣
3．該混合氣體只含有二氧化碳、氫氣和水蒸氣
4．該混合氣體只含有一氧化碳、二氧化碳和氫氣
【查閱資料】a．無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{色．
b．堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物．
c．濃硫酸具有強烈的吸水性，常用作某些氣體的干燥劑
【實驗過程】同學們在老師的指導下設計了如圖1所示裝置，并進行了實驗（部分夾持儀器已略去）．
（1）圖1裝置A中無水硫酸銅變藍，裝置B中澄清石灰水變渾濁，由此得出的結(jié)論為混合氣體中有水蒸氣和二氧化碳．B中變化的化學方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）圖1裝置C中的藥品為氫氧化鈉溶液．
（3）圖1裝置E中氧化銅變紅、F中無水硫酸銅變藍、G中澄清石灰水變渾濁，說明混合氣體中還存在的氣體是氫氣和一氧化碳； E中的變化說明氧化銅具有氧化性．
【實驗結(jié)論】猜想2正確．
【實驗反思】經(jīng)過討論，同學們將圖1中裝置C～H進行了簡化，只用如圖2所示裝置并自選必要試劑就能完成探究．其中，干燥管中堿石灰的作用為除去混合氣體中的水蒸氣和二氧化碳，燒杯上能觀察到的現(xiàn)象是有水珠（或水霧）．最后一步的實驗操作及現(xiàn)象是迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍和澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，判斷混合氣體中的氣體；并根據(jù)記憶寫出石灰水與二氧化碳的反應式；
（2）CD裝置應是除去（1）中所驗證的氣體；
（3）根據(jù)E中氧化銅變紅、F中無水硫酸銅變藍、G中澄清石灰水變渾濁，判斷混合氣體中其余氣體；
【實驗結(jié)論】根據(jù)以上的實驗結(jié)論對號即可；
【實驗反思】根據(jù)堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物做出判斷；根據(jù)剩余的氫氣和一氧化碳可以燃燒判斷燒杯中的現(xiàn)象和最后一步實驗操作．

解答 解：（1）由無水硫酸銅遇水變藍和澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁的特點可知，混合氣體中有水蒸氣和二氧化碳；裝置B中澄清石灰水與二氧化碳反應的化學式是：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故答案為：水蒸氣和二氧化碳、Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（2）C裝置中應是氫氧化鈉溶液，目的是吸收混合氣體中的二氧化碳．
故答案為：氫氧化鈉溶液；
（3）E中氧化銅變紅，說明有一氧化碳氣體或氫氣或二者的混合氣體；F中無水硫酸銅變藍，說明有氫氣，因為氫氣還原氧化銅可生成水；G中澄清石灰水變渾濁，說明有一氧化碳氣體，因為一氧化碳還原氧化銅可生成二氧化碳；同時E中的變化說明，氧化銅具有氧化性．
故答案為：氫氣和一氧化碳、氧化；
【實驗結(jié)論】根據(jù)以上實驗可知，混合氣體中有氫氣、一氧化碳、水蒸氣、二氧化碳，故猜想（2）正確．
故答案為：2；
【實驗反思】堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，其中的氫氧化鈉固體可吸收二氧化碳，氧化鈣可吸收水蒸氣．因為還有氫氣和一氧化碳，所以燒杯壁上有小水珠（或水霧），因氫氣燃燒生成水；最后迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁．因一氧化碳燃燒生成了二氧化碳．
故答案為：除去混合氣體中的水蒸氣和二氧化碳、有水珠（或水霧）、迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁．

點評 本題以實驗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)，同學們要具有綜合的化學知識才能做好此題．