Question

15．在燃燒正旺的炭火盆上，不小心灑上幾滴水，會看到有火苗竄起．這是什么氣體在燃燒？小軍、小虎、小明和小梅組成的合作學習小組對此問題展開了探究．
【組內交流，形成共識】火焰是氣體物質燃燒產生的現(xiàn)象，既然有火苗，水與熾熱的碳反應肯定產生了可燃性氣體，同時應該還有未反應的水蒸氣．
【提出猜想】小軍：可能含有CO；小梅：可能含有H₂；小明：也可能是CO和H₂的混合物；小虎：不排除有非可燃性氣體生成，有可能還有少量的CO₂．
【查閱資料】無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{色．
【設計實驗】合作學習小組成員設計了如下實驗裝置圖1，并進行了實驗．
（1）請將圖2甲、乙、丙裝置按一定順序連接后放入圖1方框中，正確的連接順序是乙丙甲．
（2）已知試管內棉花不參與反應，它的作用是制造水蒸氣．裝置丙的作用是除去二氧化碳．裝置甲的作用是除去水蒸氣或干燥氣體．
（3）實驗中觀察到裝置乙、C中澄清石灰水均變渾濁，B中黑色粉末變紅，D中無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色．寫出乙中變化的化學方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
【討論交流】
（4）小軍認為根據上述現(xiàn)象不足以說明產生的氣體中一定存在H₂．小梅認為只需將上述裝置稍作改進，就可證明產生的氣體中一定含有H₂．小梅的改進是將裝置C和裝置D交換．
（5）小明認為該實驗經上述改進后，還存在一個明顯的缺陷，該缺陷是缺少尾氣處理裝置．
【實驗結論】熾熱的炭和水蒸氣反應有H₂、CO和CO₂生成．

Answer 1

分析 由題意“水與熾熱的碳反應肯定產生了可燃性氣體，同時應該還有未反應的水蒸氣”，驗證各成分的順序依次：實驗室中常用無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{色來驗證水，澄清的石灰水來驗證二氧化碳，實驗室常用濃氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化碳；用濃硫酸來干燥氣體；通過黑色的氧化銅轉變成紅色的銅來驗證由還原性的物質存在；從裝置B出來的氣體先由D檢驗水分，再用C檢驗是否生成二氧化碳；因為一氧化碳是一種有毒的氣體，尾氣一般要收集火、點燃．

解答 解：由題意“水與熾熱的碳反應肯定產生了可燃性氣體，同時應該還有未反應的水蒸氣”，驗證各成分的順序依次：實驗室中常用無水硫酸銅遇水由白色變?yōu)樗{色來驗證水，澄清的石灰水來驗證二氧化碳，實驗室常用濃氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化碳；用濃硫酸來干燥氣體；通過黑色的氧化銅轉變成紅色的銅來驗證由還原性的物質存在；從裝置B出來的氣體先由D檢驗水分，再用C檢驗是否生成二氧化碳；因為一氧化碳是一種有毒的氣體，尾氣一般要收集火、點燃．故：
【設計實驗】（1）由題意可知，用澄清的石灰水檢驗二氧化碳、實驗室常用濃氫氧化鈉溶液充分吸收二氧化碳；用濃硫酸來干燥氣體；則正確的連接順序依次是：乙丙甲；
（2）由于氫氧化鈉能與二氧化碳反應，裝置丙的作用是：吸收二氧化碳．濃硫酸具有吸水性，裝置甲的作用是：除去水蒸氣或干燥氣體；
（3）實驗中觀察到裝置乙、C中澄清石灰水均變渾濁，B中黑色粉末變紅，D中無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色．寫出乙中變化的化學方程式 CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
【討論交流】
（4）小軍認為根據上述現(xiàn)象不足以說明產生的氣體中一定存在H₂．小梅認為只需將上述裝置稍作改進，就可證明產生的氣體中一定含有H₂．從裝置B出來的氣體先由D檢驗水分，再用C檢驗是否生成二氧化碳，故小梅的改進是 將裝置C和裝置D交換．
（5）小明認為該實驗經上述改進后，還存在一個明顯的缺陷，因為一氧化碳是一種有毒的氣體，尾氣一般要收集火、點燃，故該缺陷是 缺少尾氣處理裝置．
故答案為：（1）乙丙甲；（2）除去二氧化碳； 除去水蒸氣或干燥氣體
（3）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
（4）將裝置C和裝置D交換；
（5）缺少尾氣處理裝置．

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，同學們要具有綜合的化學知識才能做好此題．