Question

12．為測定由CO、NH₃、CO₂、H₂組成的混合氣體中各成分的體積分數，請用下列裝置設計一個簡單實驗（裝置不能重復使用，所用試劑均過量）．

已知存在下列反應：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O．
請回答：
Ⅰ、混合氣體通過各裝置的順序依次是④→（①）→②→③；
Ⅱ、寫出裝置③中有關反應的離子方程式CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
Ⅲ、裝置③和④的位置不可互換，其原因是先用堿石灰直接測定出原有的二氧化碳，若裝置③和④的位置互換會造成NH₃體積測定時的巨大誤差．

Answer 1

分析 為測定由CO、NH₃、CO₂、H₂組成的混合氣體中各成分的體積分數，先通過裝置④吸收二氧化碳氣體測定二氧化碳的質量，由于NH₃可以與CuO反應，影響測定結果，所以用濃硫酸除去，通過裝置①中濃硫酸吸收氨氣測定氨氣質量，再通過裝置②CO和H₂都能還原氧化銅分別生成二氧化碳和水，通過裝置③吸收生成的二氧化碳得到一氧化碳的量，最后利用CO、NH₃、CO₂計算氫氣體積分數，
（1）根據每種氣體檢驗所需要的裝置，根據流程判斷順序；
（2）通過裝置③的氣體為CO₂，根據反應物和生成物寫出離子方程式；
（3）若裝置③和④的位置互換，則通過裝置③時，會帶出水蒸氣，被吸收氨氣的裝置②吸收，影響結果．

解答 解：（1）由于CO通過②時，會轉化為CO₂，應先檢驗CO₂，并除盡，應先通過堿石灰，由于NH₃可以與CuO反應，影響測定結果，所以用濃硫酸除去，CO和H₂，都有還原性，通過灼熱的CuO，CO被氧化為，用③吸收，所以，順序為：④①②③，
故答案為：④；②；③；
（2）通過裝置③的氣體為CO₂，可以與Ba（OH）₂發生離子反應，寫出離子方程式為：CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O，
故答案為：CO₂+Ba²⁺+2OH^-=BaCO₃↓+H₂O；
（3）先用堿石灰直接測定出原有的二氧化碳，若裝置③和④的位置互換，則通過裝置③時，會帶出水蒸氣，被吸收氨氣的裝置②吸收，則造成巨大誤差，
故答案為：先用堿石灰直接測定出原有的二氧化碳，若裝置③和④的位置互換會造成NH₃體積測定時的巨大誤差．

點評 本題考查了物質組成和含量的測定方法、氣體檢驗、氣體檢驗的試劑和順序，注意氣體檢驗干擾防止產生較大誤差，掌握基礎是解題關鍵，題目難度中等．