Question

3．某化學興趣小組對水蒸氣通過灼熱的焦炭后，得到的混合氣體主要成分產生了興趣．同學們決定通過實驗進行探究．
【提出猜想】該混合氣體成分為：一氧化碳、二氧化碳、氫氣和水蒸氣．
【查閱資料】
a．無水硫酸銅遇水由白色變為藍色；
b．堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物；
c．H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；
d．CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．
【實驗過程】
同學們在老師的指導下設計了如圖所示裝置，并進行了實驗（部分夾持儀器已略去）．

（1）裝置A中無水硫酸銅變藍，裝置B中澄清石灰水變渾濁，由此得出的結論混合氣體中含有水蒸氣和二氧化碳．
（2）裝置D中的藥品為濃硫酸．
（3）同學們通過觀察裝置E、F中的現象后，證明了混合氣中含有氫氣．為了證明第四種氣體的存在，可用裝有澄清石灰水（填試劑名稱）的裝置G．
【實驗結論】猜想正確．
【實驗反思】
經過討論，同學們將上圖中裝置C～H進行了簡化，改進后的裝置如圖所示：

其中，干燥管中堿石灰的作用為除去混合氣體中剩余的CO₂和水蒸氣，燒杯上能觀察到的現象是燒杯內壁有水霧產生，進一步證明第四種氣體的存在實驗操作是將燒杯倒過來，倒入少量澄清石灰水，振蕩．

Answer 1

分析 （1）根據無水硫酸銅遇水變藍和澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，判斷混合氣體中的氣體；
（2）CD裝置應是除去（1）中所驗證的氣體；
（3）根據E中氧化銅變紅、F中無水硫酸銅變藍、G中澄清石灰水變渾濁，判斷混合氣體中其余氣體；
【實驗反思】根據堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物做出判斷；根據剩余的氫氣和一氧化碳可以燃燒判斷燒杯中的現象和最后一步實驗操作．

解答 解：（1）由無水硫酸銅遇水變藍和澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁的特點可知，混合氣體中有水蒸氣和二氧化碳；
故答案為：混合氣體中有水蒸氣和二氧化碳；
（2）C裝置中應是濃氫氧化鈉，目的是吸收混合氣體中的二氧化碳，D裝置中應是濃硫酸，目的是吸收混合氣體中的水蒸氣．故答案為：濃硫酸；
（3）E中氧化銅變紅，說明有一氧化碳氣體或氫氣或二者的混合氣體；F中無水硫酸銅變藍，說明有氫氣，因為氫氣還原氧化銅可生成水；G中澄清石灰水變渾濁，說明有一氧化碳氣體，因為一氧化碳還原氧化銅可生成二氧化碳；同時E中的變化說明，一氧化碳具有還原性．
【實驗反思】堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，其中的氫氧化鈉固體可吸收二氧化碳，氧化鈣可吸收水蒸氣．在尖嘴處點燃氣體，在火焰上方罩一個干燥、潔凈的燒杯，若燒杯壁上有小水珠（或水霧），則證明有氫氣，因氫氣燃燒生成水；將燒杯倒過來，倒入少量澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁．說明有一氧化碳．因一氧化碳燃燒生成了二氧化碳．
故答案為：（1）混合氣體中含有水蒸氣和二氧化碳；
（2）濃硫酸；
（3）澄清石灰水；
實驗反思：除去混合氣體中剩余的CO₂和水蒸氣；
燒杯內壁有水霧產生； 將燒杯倒過來，倒入少量澄清石灰水，振蕩．

點評 本題以實驗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，同學們要具有綜合的化學知識才能做好此題．