问题 问答题

水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分?某化学兴趣小组在老师的指导下,对此进行了实验探究.

提出猜想:

(1)只含一氧化碳、氢气.

(2)含一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气.

(3)只含二氧化碳、氢气和水蒸气.

(4)只含一氧化碳、二氧化碳和氢气.

查阅资料:

a.无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色. 

b.碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙混合物.

c.浓硫酸具强烈吸水性,常用作些气体干燥剂

实验过程:同学们设计了如图一所示装置,并进行了实验(部分夹持仪器已略去).

(1)装置A中无水硫酸铜变蓝,装置B中澄清石灰水变浑浊,由此得出结论为混合气体中有______.B中变化方程为______.

(2)装置C中药品为______.

(3)E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中还存在的气体是______,仪器H在实验中的目的是:______.

实验结论:猜想______正确.

实验反思:经过讨论,同学们将图一中装置C~H进行了简化,只用图二所示装置并自选必要试剂就能完成探究其中,干燥管中碱石灰作用为______烧杯上能观察到现象是______最后一步实验操作及现象是______.

答案

(1)由无水硫酸铜遇水变蓝和澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊的特点可知,混合气体中有水蒸气和二氧化碳;装置B中澄清石灰水与二氧化碳反应的化学式是:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O.

(2)C装置中应是氢氧化钠溶液,目的是吸收混合气体中的二氧化碳.

(3)E中氧化铜变红,说明有一氧化碳气体或氢气或二者的混合气体;F中无水硫酸铜变蓝,说明有氢气,因为氢气还原氧化铜可生成水;G中澄清石灰水变浑浊,说明有一氧化碳气体,因为一氧化碳还原氧化铜可生成二氧化碳;由于一氧化碳能够污染空气,所以,仪器H在实验中的目的是将一氧化碳转化为二氧化碳,防止一氧化碳污染空气;

【实验结论】根据以上实验可知,混合气体中有氢气、一氧化碳、水蒸气、二氧化碳,故猜想(2)正确;

【实验反思】碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物,其中的氢氧化钠固体可吸收二氧化碳,氧化钙可吸收水蒸气.所以,干燥管中碱石灰作用为除去混合气体中剩余的二氧化碳和水蒸气;由于剩余气体中还有氢气和一氧化碳,因氢气燃烧生成水,所以,烧杯上能观察到现象是:烧杯内壁上有无色液滴生成;因一氧化碳燃烧生成了二氧化碳.所以,最后一步实验操作及现象是:将烧杯中迅速倒转过来,倒入少量澄清石灰水,振荡;实验现象:澄清石灰水变浑浊.

故答为:实验过程:(1)水蒸气和二氧化碳、Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;(2)氢氧化钠溶液;(3)氢气和一氧化碳,将一氧化碳转化为二氧化碳,防止一氧化碳污染空气;【实验结论】(2);实验反思:除去混合气体中的水蒸气和二氧化碳,点燃气体时,烧杯内壁上有无色液滴生成;将烧杯中迅速倒转过来,倒入少量澄清石灰水,振荡;实验现象:澄清石灰水变浑浊.

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