Question

【題目】半水煤氣是工業合成氨的原料氣，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和水蒸氣。某化學興趣小組為檢驗半水煤氣的某些成分，設計的實驗方案如下圖所示。

查閱資料可知堿石灰是CaO和NaOH的混合物。回答下列問題：

（1）A瓶中產生白色沉淀，證明半水煤氣中含有_____，反應的化學方程式是____。

（2）B裝置的作用是____。C裝置的硬質玻璃管中發生置換反應的化學方程式是____。

（3）證明半水煤氣中含有H2的現象是_____。

（4）證明半水煤氣中含有CO的現象是____。

（5）測定半水煤氣中H2、CO質量的實驗方案如下：

若步驟Ⅳ中濃硫酸質量增加ag，步驟Ⅴ的KOH溶液質量增加bg，則半水煤氣中H2與CO的質量比為______（用含字母a、b的代數式表示）。

Answer 1

【答案】CO2（或二氧化碳） CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O 吸收二氧化碳和水蒸氣 H2＋CuOCu＋H2O C中黑色粉末變紅，D中集氣瓶內壁起霧并出現液滴 C中黑色粉末變紅，E中產生白色沉淀 11a/63b

【解析】

（1）A瓶中產生白色沉淀，證明半水煤氣中含有二氧化碳；反應是二氧化碳和氫氧化鈣反應生成碳酸鈣和水，化學方程式是CO2＋Ca(OH)2=CaCO3↓＋H2O。

（2）堿石灰能夠吸收二氧化碳和水，B裝置的作用是吸收二氧化碳和水蒸氣；C裝置的硬質玻璃管中發生的置換反應是氫氣還原氧化銅生成銅和水，一氧化碳還原氧化銅不是置換反應，置換反應的化學方程式是. H2＋CuOCu＋H2O。

（3）證明半水煤氣中含有H2的現象是C中黑色粉末變紅，D中集氣瓶內壁起霧并出現液滴。

（4）證明半水煤氣中含有CO的現象是C中黑色粉末變紅，E中產生白色沉淀。

（5）步驟Ⅳ中濃硫酸質量增加ag，即氫氣還原氧化銅生成水ag，步驟Ⅴ的KOH溶液質量增加bg，即一氧化碳還原氧化銅生成二氧化碳bg。參加反應的氫氣質量為2ag/18=,參加反應的一氧化碳的質量為28bg/44=，則半水煤氣中H2與CO的質量比為：=11a/63b。