Question

15．在燃燒正旺的炭火盆上，不小心灑上幾滴水，會(huì)看到有火苗竄起．這是什么氣體在燃燒？小軍、小虎、小明和小梅組成的合作學(xué)習(xí)小組對(duì)此問題展開了探究．
【組內(nèi)交流，形成共識(shí)】火焰是氣體物質(zhì)燃燒產(chǎn)生的現(xiàn)象，既然有火苗，水與熾熱的碳反應(yīng)肯定產(chǎn)生了可燃性氣體，同時(shí)應(yīng)該還有未反應(yīng)的水蒸氣．
【提出猜想】小軍：可能含有CO；小梅：可能含有H₂；小明：也可能是CO和H₂的混合物；小虎：不排除有非可燃性氣體生成，有可能還有少量的CO₂．
【查閱資料】無(wú)水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{(lán)色．
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】合作學(xué)習(xí)小組成員設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)裝置圖1，并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)．
（1）請(qǐng)將圖2甲、乙、丙裝置按一定順序連接后放入圖1方框中，正確的連接順序是乙丙甲．
（2）已知試管內(nèi)棉花不參與反應(yīng)，它的作用是制造水蒸氣．裝置丙的作用是除去二氧化碳．裝置甲的作用是除去水蒸氣或干燥氣體．
（3）實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置乙、C中澄清石灰水均變渾濁，B中黑色粉末變紅，D中無(wú)水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色．寫出乙中變化的化學(xué)方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
【討論交流】
（4）小軍認(rèn)為根據(jù)上述現(xiàn)象不足以說明產(chǎn)生的氣體中一定存在H₂．小梅認(rèn)為只需將上述裝置稍作改進(jìn)，就可證明產(chǎn)生的氣體中一定含有H₂．小梅的改進(jìn)是將裝置C和裝置D交換．
（5）小明認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)經(jīng)上述改進(jìn)后，還存在一個(gè)明顯的缺陷，該缺陷是缺少尾氣處理裝置．
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】熾熱的炭和水蒸氣反應(yīng)有H₂、CO和CO₂生成．

Answer 1

分析 由題意“水與熾熱的碳反應(yīng)肯定產(chǎn)生了可燃性氣體，同時(shí)應(yīng)該還有未反應(yīng)的水蒸氣”，驗(yàn)證各成分的順序依次：實(shí)驗(yàn)室中常用無(wú)水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{(lán)色來驗(yàn)證水，澄清的石灰水來驗(yàn)證二氧化碳，實(shí)驗(yàn)室常用濃氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化碳；用濃硫酸來干燥氣體；通過黑色的氧化銅轉(zhuǎn)變成紅色的銅來驗(yàn)證由還原性的物質(zhì)存在；從裝置B出來的氣體先由D檢驗(yàn)水分，再用C檢驗(yàn)是否生成二氧化碳；因?yàn)橐谎趸�碳是一種有毒的氣體，尾氣一般要收集火、點(diǎn)燃．

解答 解：由題意“水與熾熱的碳反應(yīng)肯定產(chǎn)生了可燃性氣體，同時(shí)應(yīng)該還有未反應(yīng)的水蒸氣”，驗(yàn)證各成分的順序依次：實(shí)驗(yàn)室中常用無(wú)水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{(lán)色來驗(yàn)證水，澄清的石灰水來驗(yàn)證二氧化碳，實(shí)驗(yàn)室常用濃氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化碳；用濃硫酸來干燥氣體；通過黑色的氧化銅轉(zhuǎn)變成紅色的銅來驗(yàn)證由還原性的物質(zhì)存在；從裝置B出來的氣體先由D檢驗(yàn)水分，再用C檢驗(yàn)是否生成二氧化碳；因?yàn)橐谎趸�碳是一種有毒的氣體，尾氣一般要收集火、點(diǎn)燃．故：
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（1）由題意可知，用澄清的石灰水檢驗(yàn)二氧化碳、實(shí)驗(yàn)室常用濃氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化碳；用濃硫酸來干燥氣體；則正確的連接順序依次是：乙丙甲；
（2）由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)，裝置丙的作用是：吸收二氧化碳．濃硫酸具有吸水性，裝置甲的作用是：除去水蒸氣或干燥氣體；
（3）實(shí)驗(yàn)中觀察到裝置乙、C中澄清石灰水均變渾濁，B中黑色粉末變紅，D中無(wú)水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色．寫出乙中變化的化學(xué)方程式 CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
【討論交流】
（4）小軍認(rèn)為根據(jù)上述現(xiàn)象不足以說明產(chǎn)生的氣體中一定存在H₂．小梅認(rèn)為只需將上述裝置稍作改進(jìn)，就可證明產(chǎn)生的氣體中一定含有H₂．從裝置B出來的氣體先由D檢驗(yàn)水分，再用C檢驗(yàn)是否生成二氧化碳，故小梅的改進(jìn)是 將裝置C和裝置D交換．
（5）小明認(rèn)為該實(shí)驗(yàn)經(jīng)上述改進(jìn)后，還存在一個(gè)明顯的缺陷，因?yàn)橐谎趸�碳是一種有毒的氣體，尾氣一般要收集火、點(diǎn)燃，故該缺陷是 缺少尾氣處理裝置．
故答案為：（1）乙丙甲；（2）除去二氧化碳； 除去水蒸氣或干燥氣體
（3）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
（4）將裝置C和裝置D交換；
（5）缺少尾氣處理裝置．

點(diǎn)評(píng) 本題以實(shí)驗(yàn)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(xué)們要具有綜合的化學(xué)知識(shí)才能做好此題．