Question

水煤氣的主要成分是CO和H₂，還含有一定量的CO₂和H₂O蒸氣．化學(xué)實驗小組的同學(xué)想驗證主要成份的存在，請你也來參加吧．（假設(shè)每個裝置的反應(yīng)都完全進行）
（1）請用上述裝置設(shè)計一個實驗完成驗證主要成份的存在，裝置的連接順序是

 

（2）假如把裝置B和D順序顛倒會產(chǎn)生的后果是

 

（3）能說明氣體中存在CO的實驗現(xiàn)象是

 

（4）裝置E的作用是

 

（5）裝置C在實驗中的現(xiàn)象是

 

（6）該實驗存在的不足時

 

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Answer 1

考點：常見氣體的檢驗與除雜方法,二氧化碳的化學(xué)性質(zhì),氫氣的化學(xué)性質(zhì)與燃燒實驗

專題：綜合實驗題

分析：（1）由于水煤氣中原來就混有CO₂和H₂O，所以必須先把它們除去，以排除干擾．除去CO₂的試液有NaOH溶液和Ca（OH）₂飽和溶液（石灰水），其中，NaOH易溶于水，溶液較濃，而Ca（OH）₂的溶解度很小，其飽和溶液仍是很稀的溶液，所以用NaOH溶液吸收CO₂，而用石灰水檢驗CO₂．吸收H₂O的試劑有濃H₂SO₄和無水CuSO₄，其中濃H₂SO₄的吸水性比無水CuSO₄強，所以用濃H₂SO₄吸收H₂O，而用無水CuSO₄檢驗H₂O．據(jù)此確定連接順序；
（2）根據(jù)D裝置中的水分會混入混合氣體中分析；
（3）CO通過灼熱的氧化銅可生成二氧化碳；
（4）無水硫酸銅遇水變藍，可用來檢驗水的存在；
（5）一氧化碳和氫氣都具有還原性；
（6）需要進行尾氣處理．

解答：解：（1）確定裝置順序：由于混合氣在通過NaOH溶液時會帶出少量水分，所以應(yīng)先除去CO₂，再除去H₂O，然后使除去CO₂和H₂O后的氣體通過灼熱的CuO．反應(yīng)后生成的混合氣體，先通過無水CuSO₄驗證H₂O的生成，再通過澄清的石灰水驗證CO₂的生成．如果先通過石灰水，由于會帶出少量水分而干擾水的檢驗．所以裝置順序應(yīng)為：DBCEA．
（2）D裝置中的水分會混入混合氣體中，使后面的E中的無水硫酸銅變藍，無法檢驗是否有氫氣；
（3）CO通過灼熱的氧化銅可生成二氧化碳，二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，所以能說明氣體中存在CO的實驗現(xiàn)象是A中的澄清石灰水變渾濁．
（4）無水硫酸銅遇水變藍，可用來檢驗水的存在．
（5）一氧化碳和氫氣都具有還原性，能夠還原氧化銅，生成銅．所以裝置C在實驗中的現(xiàn)象是黑色的固體變成紅色．
（6）多余的一氧化碳氣體可能會造成污染，所以要進行尾氣處理．
故答案為：（1）DBCEA；
（2）無法判斷反應(yīng)中是否有水生成，從而無法判斷是否有氫氣存在；
（3）A中石灰水變渾濁；
（4）檢驗是否有水生成；
（5）黑色固體變紅色；
（6）沒有尾氣處理裝置．

點評：根據(jù)題給裝置和CO、H₂的性質(zhì)，首先確定檢驗CO和H₂的方法，一般采用間接檢驗法；CO與CuO反應(yīng)生成Cu和CO₂，H₂與CuO反應(yīng)生成Cu和水；CO₂可使澄清石灰水變渾濁，H₂O可使無水CuSO₄變藍，根據(jù)這兩種現(xiàn)象可以證明CO₂和水的存在，也就間接證明CO和H₂的存在．