煤氣化是有效利用化石能源手段之一,有關(guān)反應(yīng)如下:
①C+H2O
高溫
CO+H2   ②CO+H2O
一定條件
CO2+H2
獲得的氣體稱為水煤氣.某研究性學習小組為探究氣體的成分進行了如下實驗:
[實驗]使水蒸氣通過灼熱的焦炭,收集反應(yīng)后流出的氣體.
[提出假設(shè)]對氣體的成份提出了三種假設(shè).
假設(shè)1:該氣體是 CO、H2
假設(shè)2:該氣體是 CO、H2、H2O.
(1)假設(shè)3:
 

[設(shè)計實驗方案,驗證假設(shè)]
他們擬用下圖中提供的儀器,選擇必要的試劑,設(shè)計一個實驗,驗證上述假設(shè)(加熱裝置和導管等在圖中略去,實驗前裝置內(nèi)部的空氣已經(jīng)排盡).
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(2)按氣流從左至右連接各儀器,用題中小寫字母表示接口的連接順序(儀器可重復使用):
混合氣→dc→
 
 
→ij→
 
 
 
→ij;
(3)儀器A中需加入試劑的是
 
,其中反應(yīng)的化學方程式是
 
;
(4)儀器B中需加入試劑的名稱是
 
,其作用是
 
;
[思考與交流]
(5)本實驗的尾氣需要處理,處理的方法為
 

(6)某同學認為增加焦炭的量可以提高化學反應(yīng)①的速率,你是否同意他的說法,并簡述理由
 
分析:(1)根據(jù)反應(yīng)方程式只能得到三種假設(shè);
(2)根據(jù)實驗的意圖,按照“檢驗水分→檢驗二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→還原裝置→檢驗水分→檢驗二氧化碳”完成儀器的連接先后順序;
(3)可以根據(jù)氫氣、一氧化碳還原氧化銅實驗檢驗氫氣和一氧化碳的存在;
(4)根據(jù)水和白色的無水硫酸銅反應(yīng)生成藍色的硫酸銅晶體進行分析;
(5)根據(jù)一氧化碳有毒,會污染環(huán)境,根據(jù)一氧化碳的性質(zhì)選擇尾氣處理方法;
(6)根據(jù)影響化學反應(yīng)速率的因素分析.
解答:解:(1)根據(jù)反應(yīng)原理,混合氣體組成存在三種情況,第三種情況還可能為:CO、H2、H2O、CO2,
故答案為:CO、H2、H2O、CO2;
(2)為了驗證混合氣中含CO、H2、H2O、CO2,實驗儀器的連接先后順序為:檢驗水分→檢驗二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→還原裝置→檢驗水分→檢驗二氧化碳,儀器連接順序為:混合氣體→dc→ij→hg→ef→ab→dc→ij,
故答案為:ij;hg;ef;ab;dc;
(3)儀器A用于檢驗氫氣和一氧化碳,可以選用氧化銅,利用氫氣、一氧化碳加熱還原氧化銅完成檢驗,反應(yīng)的化學方程式為:CuO+H2
  △  
.
 
Cu+H2O,
故答案為:氧化銅(CuO); CuO+H2
  △  
.
 
Cu+H2O,CuO+CO
  △  
.
 
Cu+CO2
(4)白色的無水硫酸銅遇水后變?yōu)樗{色,所以可在裝置干燥管C中加入無水硫酸銅(CuSO4),通過觀察顏色是否改變來確定水蒸氣的存在,
故答案為:無水硫酸銅;檢驗水分;
(5)一氧化碳有毒,直接排放到空氣中會污染環(huán)境,可將玻璃管改成尖嘴點燃或用氣球收集,
故答案為:將玻璃管改成尖嘴點燃或用氣球收集;
(6)由于焦炭是固體,增加它的量不能增大焦炭的濃度,不能提高化學反應(yīng)①的速率,
故答案為:不同意,焦炭是固體,增加它的量不能增大焦炭的濃度,不能提高化學反應(yīng)①的速率.
點評:本題以實驗探究的形式考查了檢驗常見氣體氫氣、一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣的方法,熟練掌握常見氣體的化學性質(zhì)并能靈活運用是正確解答本題的關(guān)鍵.
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