Question

20．我省有著豐富的天然氣資源，許多化肥廠用天然氣在高溫、催化劑作用下與水蒸氣反應(yīng)來制備氫氣和一氧化碳：CH₄+H₂O $\frac{\underline{\;催化劑\;}}{高溫}$ CO+3H₂  為了證實該反應(yīng)所生成的混合氣體的成分，興趣小組的同學(xué)設(shè)計了如圖所示裝置并進(jìn)行實驗，請你回答下列相關(guān)問題：

【實驗?zāi)康摹孔C實混合氣體中含有CO和H₂
【進(jìn)行實驗】在裝置中通入混合氣體，點燃酒精燈，如上圖所示進(jìn)行實驗
【實驗分析】（1）若要證實混合氣體中有CO，應(yīng)該觀察到的現(xiàn)象是石灰水變渾濁，A中黑色粉末變?yōu)榧t色．相關(guān)的化學(xué)反應(yīng)方程式是CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）若要證實混合氣體中有H₂，且是通過裝置B驗證的，應(yīng)采用的方法是稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量并進(jìn)行比較．
（3）有同學(xué)認(rèn)為，根據(jù)該混合氣體生產(chǎn)的實際情況，混合氣體中可能含有水分，因而還應(yīng)對上述實驗裝置加以改進(jìn)．請你提出改進(jìn)的方案在裝置在裝置A前增加除水分裝置，例如可以連接一個和B裝置相同的裝置．
（4）裝置D在實驗中的作用點燃一氧化碳，防止污染空氣．

Answer 1

分析 氧化銅和一氧化碳在加熱條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
氧化銅和氫氣在加熱條件下反應(yīng)生成銅和水，濃硫酸具有吸水性，可以用來干燥氧氣、二氧化碳、氫氣等氣體．

解答 解：（1）若要證實混合氣體中有CO，根據(jù)觀察到的現(xiàn)象是：石灰水變渾濁，A中黑色粉末變?yōu)榧t色，可知反應(yīng)有：加熱條件下氧化銅和一氧化碳反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）如果混合氣體中有氫氣，則加熱條件下氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水，水通過B裝置時被濃硫酸吸收，B裝置的質(zhì)量增大．
故填：稱量反應(yīng)前后裝置B的質(zhì)量并進(jìn)行比較．
（3）如果混合氣體中含有水分，會影響對氫氣的檢驗，為了除去水蒸氣，可以在裝置A前增加除水分裝置，例如可以連接一個和B裝置相同的裝置．
故填：在裝置A前增加除水分裝置，例如可以連接一個和B裝置相同的裝置；
（4）因為一氧化碳是有毒的氣體，因此要進(jìn)行尾氣處理；
故填：點燃一氧化碳，防止污染空氣．

點評 通過回答本題知道了驗證燃燒條件的對照實驗的設(shè)計方法，掌握了氫氣和一氧化碳的驗證方法．