Question

11．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下圖所示裝置，并進行了實驗（部分夾持儀器已略去）．

（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）裝置C中的藥品為足量的燒堿溶液，其作用為除去過量的CO₂．
（3）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．（填“氧化”或“還原”）
【實驗結論】
（4）上述四種猜想中，猜想②（填序號）是正確的．
【實驗反思】
（5）經過討論，同學們將上圖中裝置C～H進行了簡化，只用如圖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象是有水珠．最后一步的實驗操作及現象是迅速將小燒杯倒轉，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據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；
【實驗結論】根據以上的實驗結論對號即可；
【實驗反思】根據堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物做出判斷；根據剩余的氫氣和一氧化碳可以燃燒判斷燒杯中的現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．
（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．
（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．
【實驗結論】根據以上實驗可知，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．
【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，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：（1）水蒸氣和二氧化碳；  Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；（2）除去過量的CO₂；（3）氫氣和一氧化碳；氧化；（4）②；（5）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，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，同學們要具有綜合的化學知識才能做好此題．