Question

【題目】焦炭（主要成分是碳單質，雜質不與水反應） 與水蒸氣在高溫條件下反應，能產生一種俗稱為水煤氣的氣體燃料，可能還有H2、CO、CO2.某小組同學設計了如下實驗裝置并進行實驗。實驗后發現 A 裝置中溶液變渾濁，D 中的固體由黑色變紅色，E 中的固體由 白色變藍色，G 裝置中有水流入燒杯。（已知無水硫酸銅遇水蒸氣變藍，堿石灰能吸收二氧化碳和水蒸氣，濃硫酸能吸收水蒸氣）。

在反應前后對D、E裝置進行了質量的測量（各步反應均完全），測量結果如表：

裝置及藥品	反應前	反應后
D裝置中玻璃管與固體的總質量/g	223.3	215.0
E裝置中U型管與固體的總質量/g	260.0	267.2

請分析回答下列問題：

（1）水煤氣中一定含有CO2的理由是_____（用化學方程式表示）。

（2）一定能證明水煤氣中有氫氣存在的實驗現象是_____，_____。

（3）G 裝置的作用：①“抽氣”；②_____。

（4）該小組同學通過數據分析，證明水煤氣中存在 CO 氣體，請利用上表中的原始數據，列出數據分析過程（只列式不計算）。_____

（5）同學們發現，不通過測量反應前后裝置的質量，也可方便的證明 CO 氣體的存在。 需增加一個圖中的裝置_____（填裝置序號）來代替裝置 F。

Answer 1

【答案】Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O D裝置中黑色粉末變為紅色 E裝置中白色變為藍色 吸收尾氣，防止污染空氣 223.3g-215.0g>267.2g-260.0g A

【解析】

(1)混合氣體首先通入澄清石灰水，發現 A 裝置中澄清石灰水溶液變渾濁，說明混合氣體中有二氧化碳，故填寫：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O；

(2)氫氣具有還原性，當從C裝置出來的氣體通過D裝置，若D裝置中黑色粉末變為紅色，E裝置中白色變為藍色，說明混合氣體中有氫氣，故填寫：D裝置中黑色粉末變為紅色；E裝置中白色變為藍色；

(3)水煤氣中可能有一氧化碳，故反應的尾氣可能含有一氧化碳，一氧化碳是有毒的氣體，G 裝置可以吸收尾氣，防止污染空氣，故填寫：吸收尾氣，防止污染空氣；

(4)D裝置減重m1=223.3g-215.0g，E裝置增重m2=267.2g-260.0g，說明D裝置被奪走的氧元素質量為223.3g-215.0g，而E裝置中生成水的質量為267.2g-260.0g，若m1> m2，說明D裝置中的氧元素還被其他的還原劑奪取，故一定含有一氧化碳，故填寫：223.3g-215.0g>267.2g-260.0g；

(5)A中裝有澄清石灰水，氣體通過D裝置，若氣體中有一氧化碳，將會與氧化銅反應，生成二氧化碳和銅，可以用A裝置檢驗生成的二氧化碳，因此，裝置A可以代替裝置F，故填寫：A。