Question

11．水蒸氣通過灼熱的焦炭后得到的混合氣體有哪些成分？某化學(xué)興趣小組在老師的指導(dǎo)下，對此進行了實驗探究．
【提出猜想】
①該混合氣體只含有一氧化碳、氫氣
②該混合氣體含有一氧化碳、二氧化碳、氫氣和水蒸氣
③該混合氣體只含有二氧化碳、氫氣和水蒸氣
④該混合氣體只含有一氧化碳、二氧化碳和氫氣
【查閱資料】
a．無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{色．
b．堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物．
c．濃硫酸具有強烈的吸水性，常用作某些氣體的干燥劑
【實驗過程】同學(xué)們在老師的指導(dǎo)下設(shè)計了如下圖所示裝置，并進行了實驗（部分夾持儀器已略去）．

（1）裝置A中無水硫酸銅變藍，裝置B中澄清石灰水變渾濁，由此得出的結(jié)論為混合氣體中有水蒸氣和二氧化碳．B中變化的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）裝置C中的藥品為足量的燒堿溶液，其作用為除去過量的CO₂．
（3）E中氧化銅變紅、F中無水硫酸銅變藍、G中澄清石灰水變渾濁，說明混合氣體中還存在的氣體是氫氣和一氧化碳；E中的變化說明氧化銅具有氧化性．（填“氧化”或“還原”）
【實驗結(jié)論】
（4）上述四種猜想中，猜想②（填序號）是正確的．
【實驗反思】
（5）經(jīng)過討論，同學(xué)們將上圖中裝置C～H進行了簡化，只用如圖所示裝置并自選必要試劑就能完成探究．其中，干燥管中堿石灰的作用為除去混合氣體中的水蒸氣和二氧化碳，燒杯上能觀察到的現(xiàn)象是有水珠．最后一步的實驗操作及現(xiàn)象是迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)無水硫酸銅遇水變藍和澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，判斷混合氣體中的氣體；并根據(jù)記憶寫出石灰水與二氧化碳的反應(yīng)式；
（2）CD裝置應(yīng)是除去（1）中所驗證的氣體；
（3）根據(jù)E中氧化銅變紅、F中無水硫酸銅變藍、G中澄清石灰水變渾濁，判斷混合氣體中其余氣體；
【實驗結(jié)論】根據(jù)以上的實驗結(jié)論對號即可；
【實驗反思】根據(jù)堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物做出判斷；根據(jù)剩余的氫氣和一氧化碳可以燃燒判斷燒杯中的現(xiàn)象和最后一步實驗操作．

解答 解：（1）由無水硫酸銅遇水變藍和澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁的特點可知，混合氣體中有水蒸氣和二氧化碳；裝置B中澄清石灰水與二氧化碳反應(yīng)的化學(xué)式是：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）C裝置中應(yīng)是氫氧化鈉溶液，目的是吸收混合氣體中的二氧化碳．
（3）E中氧化銅變紅，說明有一氧化碳氣體或氫氣或二者的混合氣體；F中無水硫酸銅變藍，說明有氫氣，因為氫氣還原氧化銅可生成水；G中澄清石灰水變渾濁，說明有一氧化碳氣體，因為一氧化碳還原氧化銅可生成二氧化碳；同時E中的變化說明，氧化銅具有氧化性．
【實驗結(jié)論】根據(jù)以上實驗可知，混合氣體中有氫氣、一氧化碳、水蒸氣、二氧化碳，故猜想②正確．
【實驗反思】堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，其中的氫氧化鈉固體可吸收二氧化碳，氧化鈣可吸收水蒸氣．因為還有氫氣和一氧化碳，所以燒杯壁上有小水珠（或水霧），因氫氣燃燒生成水；最后迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁．因一氧化碳燃燒生成了二氧化碳．
故答案為：（1）水蒸氣和二氧化碳；  Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；（2）除去過量的CO₂；（3）氫氣和一氧化碳；氧化；（4）②；（5）除去混合氣體中的水蒸氣和二氧化碳； 有水珠（或水霧）；迅速將小燒杯倒轉(zhuǎn)，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水變渾濁．

點評 本題以實驗探究的形式考查常見氣體氫氣、一氧化碳、二氧化碳和水蒸氣的性質(zhì)，同學(xué)們要具有綜合的化學(xué)知識才能做好此題．