Question

18．科學(xué)研究小組的同學(xué)在用一定濃度的硫酸溶液處理廢金屬材料（主要是生鐵、鍍鋅鐵皮）時(shí)，溶液發(fā)燙并聞到了刺激性氣味，這種反�，F(xiàn)象引起了同學(xué)們的思考．從組成物質(zhì)的元素角度分析，他們猜測(cè)氣體可能是SO₂、CO、CO₂、H₂中的一種或幾種．為了確定該氣體的成分，他們進(jìn)行了如下探究．
查閱資料：I．SO₂、CO₂都能與堿溶液反應(yīng)生成鹽和水，CaSO₃難溶于水；
II．SO₂能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)并使它褪色，上述其它氣體不能．
實(shí)驗(yàn)探究：
（1）甲同學(xué)為了驗(yàn)證處理廢金屬材料產(chǎn)生的氣體中是否含有CO₂，把它直接通入澄清石灰水，并觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象． 乙同學(xué)認(rèn)為甲同學(xué)的做法不合理．請(qǐng)用化學(xué)方程式表示其原因SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）同學(xué)們?cè)O(shè)計(jì)了一套合理的實(shí)驗(yàn)裝置，如下圖所示（鐵架臺(tái)已略去）．請(qǐng)你從下列試劑中選擇所需藥品并完成實(shí)驗(yàn)（藥品可重復(fù)選用）：澄清石灰水，氫氧化鈉溶液，酸性高錳酸鉀溶液，濃硫酸，無(wú)水硫酸銅，堿石灰 （假設(shè)每步反應(yīng)都是完全的）

①寫出E裝置中試劑的名稱或化學(xué)式無(wú)水硫酸銅或CuSO₄
②若觀察到B（填裝置序號(hào)）中澄清石灰水變渾濁，證明原氣體中有CO₂．
③若觀察到D中黑色氧化銅變紅色，E中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，F(xiàn)中澄清石灰水不變渾濁現(xiàn)象，證明原氣體中有H₂無(wú)CO．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，根據(jù)氣體中可能含有二氧化硫分析；
（2）要檢驗(yàn)水的存在用無(wú)水硫酸銅；檢驗(yàn)二氧化碳的存在用澄清石灰水，但要首先除去二氧化硫．

解答 解：（1）二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，但混合氣體中可能含有二氧化硫，二氧化硫能與石灰水反應(yīng)生成亞硫酸鈣沉淀，也可以使澄清石灰水變渾濁，化學(xué)反應(yīng)式是：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O，所以甲同學(xué)的做法不合理．
（2）①E裝置中試劑的名稱應(yīng)該是無(wú)水硫酸銅，可以檢驗(yàn)經(jīng)過(guò)D裝置后有無(wú)水生成，從而檢驗(yàn)氫氣的存在；
②要證明原氣體中有CO₂，首先裝置A中的試劑應(yīng)該是酸性高錳酸鉀溶液，除去可能存在的二氧化硫，因?yàn)槎�氧化硫也可以使澄清的石灰水變渾濁；然后在裝置B中加入澄清石灰水，澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，檢驗(yàn)二氧化碳的存在，所以要觀察到B中的澄清石灰水變渾濁，證明原氣體中有CO₂．
③D裝置中黑色粉末變成紅色，說(shuō)明有還原氣體存在，E中的無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，說(shuō)明有水生成，繼而說(shuō)明混合氣體中含有氫氣；再就是F中的石灰水不變渾濁，說(shuō)明沒(méi)有二氧化碳生成，就是說(shuō)混合氣體中沒(méi)有一氧化碳．就可證明原氣體中有H₂無(wú)CO．
故答案為：D裝置中黑色粉末變成紅色，E中的無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，F(xiàn)中的石灰水不變渾濁．
答案：
（1）SO₂+Ca（OH）₂=CaSO₃↓+H₂O；    
（2）①無(wú)水硫酸銅或CuSO₄；②B；
③D中黑色氧化銅變紅色，E中無(wú)水硫酸銅變藍(lán)色，F(xiàn)中澄清石灰水不變渾濁．

點(diǎn)評(píng) 做好本題應(yīng)該了解二氧化硫、無(wú)水硫酸銅可以檢驗(yàn)水的存在、澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在、一氧化碳和氫氣具有還原性等性質(zhì)，看似復(fù)雜的題目更需要同學(xué)們靜心思考，方可迎刃而解．