Question

城市排污管道中常會聚集有毒氣體而引發傷人事故．某學習小組想知道城市排污管道氣的成分是什么．他們通過查閱資料得知：
I．城市排污管道中可能含有較大量的CO、CO₂、H₂S、CH₄等氣體．
Ⅱ．H₂S氣體有劇毒，能與CuSO₄溶液反應生成黑色沉淀．
Ⅲ．CO₂會被NaOH溶液吸收； CH₄、CO均不與CuSO₄溶液、石灰水以及NaOH溶液反應．
該小組設計了如圖所示的裝置并進行探究（夾持儀器已省略）．

請回答下列問題：
（1）裝置A中出現黑色渾濁，說明排污管道氣中含有

 

（填化學式）．
（2）裝置B中出現白色渾濁，說明排污管道氣中含有

 

（填化學式）．此反應的化學方程式為

 

．
（3）裝置D中可見火焰，干燥的燒杯內壁有水霧出現，說明排污管道氣中含有

 

（填化學式）．此反應的化學方程式為

 

．若要驗證該氣體燃燒后的另一種產物，可進行的操作是：迅速把燒杯倒過來，向燒杯內注入

 

，振蕩．
（4）有同學提出，測出燃燒產物中水和二氧化碳的質量，計算；若

m(H2O)

m(CO2)

＜

 

，則原樣品氣中含有CO，否則原樣品氣中就不含CO．（請按其思路，用最簡整數比填空．）

Answer 1

分析：靈活運用CO的還原性，CO₂能使澄清石灰水變渾濁、CH₄燃燒生成二氧化碳和水的性質，結合題目中的信息：排污管道中的大部分有機物在一定條件下發酵會產生CO、CO₂、H₂S、CH₄等和H₂S氣體能與CuSO₄溶液反應生成黑色沉淀，再觀察圖中實驗步驟硫酸銅溶液檢驗二氧化碳，B澄清石灰水檢驗二氧化碳，C氫氧化鈉溶液吸收空氣中的二氧化碳，即可快速解答本題．

解答：解：
（1）裝置A中是硫酸銅溶液，它與硫化氫反應生成黑色沉淀，若出現黑色渾濁證明排污管道氣含硫化氫，化學式為H₂S．
（2）裝置B中是澄清的石灰水，二氧化碳能使它變渾濁，若B裝置出現白色渾濁，說明排污管道氣含二氧化碳，反應化學方程式為CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）利用甲烷燃燒能夠產生水和二氧化碳，裝置D中可見火焰，干燥的燒杯內壁有水霧出現，CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O，說明排污管道氣中含有甲烷，要檢驗生成的二氧化碳，可使用澄清石灰水，澄清石灰水變渾濁即可證明生成了二氧化碳；
（4）根據反應的化學方程式CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O，純凈的甲烷氣體完全燃燒生成水與二氧化碳的質量比=（2×18）：44=9：11；如果排污管道氣含有CO則燃燒生成物中二氧化碳質量會增大，則反應后

m(H2O)

m(CO2)

＜9：11；
故答案為：
（1）H₂S
（2）CO₂，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
（3）CH₄，CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O，澄清石灰水
（4）9：11

點評：利用信息的實驗探究題，只有熟練掌握物質的性質才能準確順利的得出正確答案．