Question

（2012?通州區(qū)二模）“排污工程施工，毒氣放倒三人”的報道，引起某興趣小組同學(xué)的思考．
【提出問題】排污管道中的毒氣有什么成分？
【查閱資料】
（1）排污管道中的物質(zhì)在一定條件下發(fā)酵會產(chǎn)生CO、CO₂、H₂S、CH₄等
（2）H₂S氣體有劇毒，能與CuSO₄溶液反應(yīng)生成黑色沉淀
（3）H₂S氣體能溶于水，溶液呈酸性
（4）CH₄、CO均不與CuSO₄溶液、石灰水以及NaOH溶液反應(yīng)
【提出猜想】
小組同學(xué)對排污管道氣含有上述氣體中最少3種成分的猜想如下：
猜想1：有CO、CO₂、H₂S；
猜想2：有CO、

CO₂

、CH₄；
猜想3：有CO、H₂S、CH₄；
猜想4：有CO₂、H₂S、CH₄；
猜想5：有CO、CO₂、H₂S、CH₄．
【實驗方案】
小組同學(xué)共同設(shè)計了下圖所示的裝置并進行探究（夾持儀器已省略）．

【問題討論】
（1）如A裝置沒有明顯變化，則猜想

2

成立；如猜想3成立，則B裝置中的現(xiàn)象為

沒有現(xiàn)象

．
（2）在驗證猜想1的實驗中，裝置C中NaOH溶液的作用是

吸收CO₂

；若要進一步驗證氣體燃燒后的產(chǎn)物，操作是：迅速把燒杯倒過來，向燒杯內(nèi)注入一種液體，震蕩，寫出此反應(yīng)的化學(xué)方程式

CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O

．
（3）要確定猜想5中是否有CH₄，某同學(xué)認為圖示裝置不足之處，理由是

氣體通過ABC裝置時，會帶入水蒸氣，

；要排除這種干擾需要在裝置C與D之間加一個

干燥

裝置．改進后，若氣體燃燒，且D裝置內(nèi)壁出現(xiàn)

水霧

，證明氣體中一定含有CH₄．為了進一步確定氣體中是否含有CO，可分別測定燃燒產(chǎn)物中H₂O、CO₂的質(zhì)量．其方法是：將燃燒產(chǎn)物依次通過盛有

濃硫酸和氫氧化鈉溶液

的裝置，分別稱量吸收燃燒產(chǎn)物前、吸收燃燒產(chǎn)物后裝置的質(zhì)量，當m（H₂O）；m（CO₂）應(yīng)滿足的關(guān)系是小于

9：11

（取最簡整數(shù)比）時，證明該氣體中還含有CO．

Answer 1

分析：【提出猜想】根據(jù)四種物質(zhì)中最少含有三種物質(zhì)的組合情況考慮；【問題討論】（1）根據(jù)猜想中是否含有硫化氫考慮；根據(jù)猜想3中是否含有二氧化碳考慮；（2）根據(jù)酸性氣體能與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)考慮；根據(jù)氣體燃燒后的產(chǎn)物驗證氣體燃燒后的產(chǎn)物的方法考慮；（3）根據(jù)甲烷燃燒的產(chǎn)物的驗證與所給儀器驗證的不足之處考慮，再結(jié)合二氧化碳和甲烷的驗證方法考慮．

解答：解：【提出猜想】四種物質(zhì)中最少含有三種物質(zhì)的組合情況還缺少：CO、CO₂、CH₄；
【問題討論】
（1）因為H₂S氣體有劇毒，能與CuSO₄溶液反應(yīng)生成黑色沉淀，所以A裝置沒有明顯變化，說明沒有硫化氫氣體，所以猜想2正確；由于猜想3中含有CO、H₂S、CH₄，不存在二氧化碳，所以通過澄清石灰水，沒有明顯現(xiàn)象；
（2）驗證一氧化碳時，是通過氣體燃燒是否生成二氧化碳，所以在點燃前把原來的二氧化碳除掉，所以氫氧化鈉的作用是吸收二氧化碳；由于燃燒的產(chǎn)物中含有二氧化碳，驗證二氧化碳的方法是通過澄清的石灰水，反應(yīng)物是氫氧化鈣和二氧化碳，生成物是碳酸鈣沉淀和水，碳酸鈣后面標上沉淀符號；
（3）驗證甲烷的方法是通過氣體燃燒能生成二氧化碳和水考慮，由于氣體通過ABC裝置時都屬于液體，所以需要一個干燥劑把原來的水分除掉，因為甲烷燃燒能生成水，所以燒杯壁上有水霧，因為濃硫酸具有吸水性，可以把生成的水吸收，氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，所以用氫氧化鈉溶液除去二氧化碳，根據(jù)甲烷燃燒生成的水和二氧化碳的質(zhì)量比為：9：11，如果其中含有一氧化碳時，燃燒后也能生成二氧化碳，所以水和二氧化碳的質(zhì)量比小于9：11．
故答案為：CO₂；（1）2；沒有現(xiàn)象；（2）吸收CO₂；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；（3）氣體通過ABC裝置時，會帶入水蒸氣；干燥；水霧；濃硫酸和氫氧化鈉溶液；9：11．

點評：解答本題關(guān)鍵是要知道驗證硫化氫要用硫酸銅溶液，驗證二氧化碳用澄清石灰水，驗證一氧化碳根據(jù)氣體燃燒生成二氧化碳考慮，驗證甲烷根據(jù)氣體燃燒后生成水和二氧化碳進行驗證．