Question

1．某興趣小組成員用排水法收集了一大瓶沼氣池中的氣體（見圖Ⅰ中的A），為了弄清楚它的成分，進行了有關的實驗．用A瓶收集沼氣池中的氣體的方法是排水法．
請你與該小組一起完成以下探究活動：
【對氣體猜想】
猜想I：全部是CH₄；　　　　
猜想Ⅱ：全部是CO；
猜想Ⅲ：是CO和CO₂的混合氣體；　　
猜想Ⅳ：是CH₄和CO₂的混合氣體
【查閱資料】二氧化碳氣體能很好地被氫氧化鈉溶液吸收
【實驗和推斷】將A中的氣體依次通入B、C中，在D處點燃．

（1）要將A中的氣體通入后面的裝置中，應選圖2中的②　（填序號）“水裝置與A連接．
（2）若B中石灰水變渾濁，則說明A中的氣體中含有CO₂ 氣體．
（3）裝置C作用是除去氣體中的CO₂，氫氧化鈉的化學式為NaOH．
（4）若D處倒扣的是涂有澄清石灰水的燒杯，出現渾濁，且B中無明顯現象，則“猜想Ⅱ”可能成立；該氣體燃燒的方程式為：2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂，2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂；若D處倒扣的是干冷的燒杯，杯壁有水霧出現，有同學認為“猜想I、Ⅳ”可能成立，另有同學認為此現象不能證明收集到的氣體中一定含有CH₄，理由是氣體通過B、C裝置時，會帶出水蒸氣；要排除這種干擾可采取的措施是在點燃前將氣體先通過干燥裝置．
（5）采取（4）中的排除干擾措施后：若D處分別倒扣干冷的燒杯和涂石灰水的燒杯，杯壁分別出現水霧和渾濁，且B中也出現渾濁，則證明“猜想Ⅳ”成立．寫出澄清石灰水變渾濁的化學方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據①②③裝置的差異性以及該實驗的要求進行分析解答；
（2）澄清石灰水常用來檢驗二氧化碳的存在；
（3）根據氫氧化鈉會與二氧化碳反應，可以用來吸收二氧化碳后分析；
（4）根據BD中出現的現象進行分析，檢驗水的存在，需要先干燥氣體；
（5）根據BD中的現象驗證驗證猜想的正確性，并依據二氧化碳與氫氧化鈣反應原理書寫方程式．

解答 解：（1）需要得到平穩的氣流還需要能夠控制反應的速度，通過水的滴加來實現，因此選擇分液漏斗，故選②；
（2）澄清石灰水變渾濁可以證明二氧化碳的存在；
（3）裝置C中氫氧化鈉溶液可以與二氧化碳反應，從而除去氣體中的CO₂；氫氧化鈉中鈉顯+1價；氫氧根顯-1價，所以氫氧化鈉的化學式為NaOH；
（4）根據D處倒扣的涂有澄清石灰水的燒杯出現渾濁，而B中無明顯現象，說明有二氧化碳的產生，故可能是甲烷或一氧化碳燃燒產生的，所以猜想Ⅱ可能成立，該氣體燃燒的方程式為：2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂；要證明甲烷的存在，在點燃之前不能攜帶水蒸氣，否則會對驗證產生干擾，在檢驗之前用濃硫酸將水吸收就可以了；
（5）排除干擾后，D處燒杯出現水霧和渾濁，說明生成了水和二氧化碳，原氣體中就有甲烷，且B中石灰水變渾濁證明了二氧化碳的存在，所以猜想Ⅳ成立；二氧化碳與澄清石灰水的主要成分氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
故答案為：
（1）②；
（2）CO₂ ；
（3）除去氣體中的CO₂；NaOH；
（4）Ⅱ；2CO+O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂； 氣體通過B、C裝置時，會帶出水蒸氣（或A中導出的氣體本身可能含有水蒸氣）；在點燃前將氣體先通過干燥裝置；
（5）Ⅳ；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

點評 本題考查了學生利用所要鑒別物質的性質差別，設計實驗，根據實驗中出現明顯的現象差異，達到鑒別物質的目的，實驗時要注意干擾因素的影響，該類題能較好檢驗學生對知識的掌握和應用能力．