Question

水蒸氣通過灼熱的焦炭后得到的混合氣體有哪些成分？某化學興趣小組在老師的指導下，對此進行了實驗探究．

提出猜想：
（1）只含一氧化碳、氫氣．
（2）含一氧化碳、二氧化碳、氫氣和水蒸氣．
（3）只含二氧化碳、氫氣和水蒸氣．
（4）只含一氧化碳、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混合物．
c．濃硫酸具強烈吸水性，常用作些氣體干燥劑
實驗過程：同學們設計了如圖一所示裝置，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，由此得出結論為混合氣體中有________．B中變化方程為________．
（2）裝置C中藥品為________．
（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________，儀器H在實驗中的目的是：________．
實驗結論：猜想________正確．
實驗反思：經過討論，同學們將圖一中裝置C～H進行了簡化，只用圖二所示裝置并自選必要試劑就能完成探究其中，干燥管中堿石灰作用為________燒杯上能觀察到現象是________最后一步實驗操作及現象是________．

Answer 1

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的化學式是：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（2）C裝置中應是氫氧化鈉溶液，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；由于一氧化碳能夠污染空氣，所以，儀器H在實驗中的目的是將一氧化碳轉化為二氧化碳，防止一氧化碳污染空氣；
【實驗結論】根據以上實驗可知，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．所以，干燥管中堿石灰作用為除去混合氣體中剩余的二氧化碳和水蒸氣；由于剩余氣體中還有氫氣和一氧化碳，因氫氣燃燒生成水，所以，燒杯上能觀察到現象是：燒杯內壁上有無色液滴生成；因一氧化碳燃燒生成了二氧化碳．所以，最后一步實驗操作及現象是：將燒杯中迅速倒轉過來，倒入少量澄清石灰水，振蕩；實驗現象：澄清石灰水變渾濁．
故答為：實驗過程：（1）水蒸氣和二氧化碳、Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；（2）氫氧化鈉溶液；（3）氫氣和一氧化碳，將一氧化碳轉化為二氧化碳，防止一氧化碳污染空氣；【實驗結論】（2）；實驗反思：除去混合氣體中的水蒸氣和二氧化碳，點燃氣體時，燒杯內壁上有無色液滴生成；將燒杯中迅速倒轉過來，倒入少量澄清石灰水，振蕩；實驗現象：澄清石灰水變渾濁．
分析：（1）根據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；并根據氫氧化鈣與二氧化碳的反應寫出反應的方程式；
（2）CD裝置應是除去（1）中所驗證的氣體；
（3）根據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，判斷混合氣體中剩余氣體；
【實驗結論】根據以上的實驗現象分析得出結論；
【實驗反思】根據堿石灰是固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物做出判斷；根據剩余的氫氣和一氧化碳可以燃燒現象和產物分析判斷燒杯中的現象和最后一步實驗操作．
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．