Question

水蒸氣通過灼熱的煤所產生的混合氣，其主要成分是CO、H₂，還有CO₂和水蒸氣，請用下圖所給裝置設計一個實驗，以確認上述混合氣中含有CO和H₂．

（1）連接如圖裝置的正確順序是（填寫各接口的字母）
混合氣→

EF

接

DC

接

AB

接

JI

接

HG

．
（2）確認混合氣中含H₂的實驗現象是

黑色氧化銅變成紅色銅，無水硫酸銅變藍

；確認的理由是（用化學方程式表示）

H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O，CuSO₄+5H₂O═CuSO₄?5H₂O

；
（3）確認混合氣中含CO的實驗現象是

黑色氧化銅變成紅色銅，澄清石灰水變渾濁

；確認的理由是（化學方程式表示）

CO+CuO

△   .

Cu+CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．

Answer 1

分析：（1）檢驗氣體時，先排除干擾．注意干燥、洗氣、檢驗氣體時，氣體從“長管進，短管出”．
（2）、（3）此題過程分析為：①用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，②用濃硫酸干燥氣體，除掉水分，③余下的混合氣體進入裝有氧化銅的裝置，發生還原反應，④充分反應后，氣體進入盛有硫酸銅的裝置，檢驗是否有水生成，⑤最后，氣體進入澄清石灰水；根據氫氣和CO與氧化銅反應的現象，以及水能使無水硫酸銅變藍，二氧化碳能使石灰水變渾濁來解答反應現象和書寫化學方程式．

解答：解：（1）由分析可知，為了驗證混合氣中含有CO和H₂，所以實驗儀器的連接先后順序為：除二氧化碳→除掉水分→還原裝置→檢驗水分→檢驗二氧化碳．①先吸收二氧化碳除掉二氧化碳的干擾；再除掉水分，排除原有水分的干擾；②還原氧化銅以后，先檢驗水；再檢驗二氧化碳；此順序不能顛倒．故連接順序為：混合氣→EF接 DC接 AB接 JI接 HG．
（2）因為氫氣具有還原性，所以確認混合氣中含有H₂的實驗現象是：黑色氧化銅變成紅色，無水硫酸銅變藍；化學方程式為：H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O，CuSO₄+5H₂O═CuSO₄?5H₂O．
（3）一氧化碳還原氧化銅后生成二氧化碳，所以確認混合氣體中含有CO的現象為：黑色氧化銅變紅，澄清石灰水變渾濁，化學方程式為：CO+CuO

△   .

Cu+CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
故答為：（1）EF→DC→AB→JI→HG
（2）黑色氧化銅變成紅色銅，無水硫酸銅變藍； H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O，CuSO₄+5H₂O═CuSO₄?5H₂O；
（3）黑色氧化銅變成紅色銅，澄清石灰水變渾濁； CO+CuO

△   .

Cu+CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．

點評：本題主要考查常用氣體的檢驗和除雜方法，了解儀器的裝配和連接技巧，掌握氫氣和一氧化碳得化學性質．