Question

9．某無色氣體，可能含有H₂、CO、HCl、CO₂、N₂中的一種或多種．現將該氣體依次經過下列裝置處理后，最終收集到一定量干燥的氣體（假設每步作用均完全）．部分實驗現象是：①A裝置質量增重，有渾濁出現；②C裝置中的固體由黑變紅；③E中質量增加．請回答下列問題：

（Ⅰ）裝置C中儀器Ⅰ的名稱是酒精燈．
（Ⅱ）由現象②③可知原混合氣體中肯定含有CO；裝置B的作用干燥氣體．
（Ⅲ）寫出裝置E中發生反應的化學方程式：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O
（Ⅳ）請分析原混合氣體中可能存在的是：一定含有CO、HCl、N₂，可能含有CO₂．
（Ⅴ）小黃同學想測定上述實驗中氫氧化鈉溶液的質量分數，于是取用10g氫氧化鈉溶液并利用稀硫酸進行滴定，當消耗0.1mol硫酸時恰好完全反應，求該氫氧化鈉溶液的溶質質量分數．（根據方程式列式計算）

Answer 1

分析 （Ⅰ）根據I在裝置C中的作用進行分析，
（Ⅱ）根據C裝置中的固體由黑變紅，說明了混合氣中有還原性的氣體氫氣、一氧化碳中的一種或兩種，但是D裝置中無水硫酸銅不變藍．說明了沒有水生成，原混合氣中也就沒有氫氣，說明一定存在一氧化碳，一定沒有氫氣，
（Ⅲ）根據二氧化碳會與氫氧化鈉反應進行分析，
（Ⅳ）根據（Ⅱ）中知道一定存在一氧化碳，一定沒有氫氣，但是A裝置質量也增重了，二氧化碳和氯化氫氣體都會和氫氧化鈣反應，所以沒法判斷二氧化碳是否一定存在；
（Ⅴ）根據化學方程式和硫酸的摩爾質量，列出比例式，就可計算出含氫氧化鈉的質量；

解答 解：（Ⅰ）I裝置是為直玻璃管中的氧化銅反應提供熱量的，結合常見的儀器可知該儀器的名稱，故答案為：酒精燈；
（Ⅱ）C裝置中的固體由黑變紅，說明了混合氣中有還原性的氣體氫氣、一氧化碳中的一種或兩種，但是D裝置中無水硫酸銅不變藍．說明了沒有水生成，原混合氣中也就沒有氫氣，說明一定存在一氧化碳，一定沒有氫氣，二氧化碳會與氫氧化鈉反應而被氫氧化鈉吸收，裝置B的作用是干燥氣體；
（Ⅲ）二氧化碳會與氫氧化鈉反應，生成碳酸鈉和水，發生反應的化學方程式：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（Ⅳ）二氧化碳和氯化氫氣體都會和氫氧化鈣反應，所以沒法判斷二氧化碳是否一定存在，C裝置中的固體由黑變紅，說明了混合氣中有還原性的氣體氫氣、一氧化碳中的一種或兩種，但是D裝置中無水硫酸銅不變藍．說明了沒有水生成，原混合氣中也就沒有氫氣，說明一定存在一氧化碳，一定沒有氫氣；故答案為：一定含有CO、HCl、N₂，可能含有CO₂．
（Ⅴ）設10g氫氧化鈉溶液中含氫氧化鈉的物質的量是x，
2NaOH+H₂SO₄=Na₂SO₄+2H₂O
2             1
x           0.1mol
$\frac{2}{x}=\frac{1}{0.1mol}$
x=0.2mol
10g氫氧化鈉溶液中含氫氧化鈉的質量=0.2mol×40g/mol=8g
該氫氧化鈉溶液的溶質質量分數=$\frac{8g}{10g}$×100%=80%．
答案：
（Ⅰ）酒精燈；
（Ⅱ）CO；干燥氣體；
（Ⅲ）CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；
（Ⅳ）一定含有CO、HCl、N₂，可能含有CO₂．
（Ⅴ）該氫氧化鈉溶液的溶質質量分數為80%．

點評 在解此類物質的鑒別題時，首先知道混合氣中的各種氣體的性質，然后根據各步中出現的現象進行推測物質的可能存在、一定存在或一定不存在．