Question

1．張存浩、程開甲獲2013年度國家最高科學技術獎，上世紀50年代，張存浩與合作者研制出水煤氣合成液體燃料的高效熔鐵催化劑，乙烯及三碳以上產品產率超過當時國際最高水平．某興趣小組同學想對炭和水蒸氣高溫下生成的水煤氣成分展開探究．
【提出問題】水煤氣的成分是什么？
【猜想與假設】（1）CO  （2）CO₂（3）H₂  （4）CO、CO₂和H₂
【查閱資料】無水CuSO₄是白色固體，遇水變成藍色
【設計與進行實驗】同學們通過討論設計了如下的裝置圖

（1）檢驗C0₂：A裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，說明水煤氣中有C0₂發(fā)生反應的化學反應方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）檢驗H₂：D中盛放濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，當觀察到F中現(xiàn)象時固體由白色變?yōu)樗{色，說明水煤氣中有H₂．
（3）檢驗CO：C中澄清的石灰水的作用是檢驗二氧化碳是否除盡，當觀察到現(xiàn)象C中的澄清石灰水不變渾濁，G中澄清石灰水變渾濁，說明水煤氣中有CO．
綜合以上探究你得出的結論是猜想（4）成立．

Answer 1

分析 【猜想與假設】
因為水煤氣是炭和水反應的產物，因此水煤氣中可能含有一氧化碳、二氧化碳和氫氣；
【設計與進行實驗】
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
氫氧化鈉能和二氧化碳反應生成碳酸鈉和水；
濃硫酸具有吸水性，可以用作氧氣、二氧化碳、氫氣等氣體的干燥劑；
加熱條件下，氧化銅和一氧化碳反應生成銅和二氧化碳，和氫氣反應生成水．

解答 解：【猜想與假設】
因為水煤氣是炭和水反應的產物，因此水煤氣中可能含有一氧化碳、二氧化碳和氫氣．
故填：CO、CO₂和H₂．
【設計與進行實驗】
（1）A裝置中出現(xiàn)的現(xiàn)象是澄清石灰水變渾濁，說明水煤氣中有二氧化碳，這是因為二氧化碳能和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，發(fā)生反應的化學反應方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故填：澄清石灰水變渾濁；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）D中盛放濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，當觀察到F中 固體由白色變?yōu)樗{色，說明水煤氣中有H₂．
故填：吸收水蒸氣； 固體由白色變?yōu)樗{色．
（3）C中澄清的石灰水的作用是檢驗二氧化碳是否除盡，當觀察到C中的澄清石灰水不變渾濁，G中澄清石灰水變渾濁，說明水煤氣中有CO．
故填：檢驗二氧化碳是否除盡；C中的澄清石灰水不變渾濁，G中澄清石灰水變渾濁．
綜合以上探究能夠得出的結論是猜想（4）成立．
故填：猜想（4）成立．

點評 合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．