Question

水煤气的主要成分是CO、H₂，还含有少量的CO₂和H₂O蒸气．如图所示装置设计一个实验，以证明水煤气中含有CO和H₂．试回答：
（1）连接上述各装置的正确顺序是（将甲、乙、丙、丁、戊填入方框内）：
水煤气→______→______→______→______→______（点燃尾气）
（2）气体经过丙、丁、戊装置时，都应从______进入，从______导出．（填“长导管”或“短导管”）
（3）各装置的作用是：

①甲装置______．
②乙装置______．
③丙装置______．
④丁装置______．
⑤戊装置______．

Answer 1

【答案】分析：（1）由于水煤气中原来就混有CO₂和H₂O，所以必须先把它们除去，以排除干扰．除去CO₂的试液有NaOH溶液和Ca（OH）₂饱和溶液（石灰水），其中，NaOH易溶于水，溶液较浓，而Ca（OH）₂的溶解度很小，其饱和溶液仍是很稀的溶液，所以用NaOH溶液吸收CO₂，而用石灰水检验CO₂．吸收H₂O的试剂有浓H₂SO₄和无水CuSO₄，其中浓H₂SO₄的吸水性比无水CuSO₄强，所以用浓H₂SO₄吸收H₂O，而用无水CuSO₄检验H₂O．据此确定连接顺序；
（2）气体通过洗气瓶时要长进短出；
（3）①CO、H₂通过时可分别生成二氧化碳和水；
②无水硫酸铜遇水变蓝，可用来检验水的存在；
③氢氧化钠溶液可吸二氧化碳；
④澄清石灰水可用来检验二氧化碳的生成；
⑤浓硫酸用作干燥剂，可用来吸收水分．
解答：解：1．（1）确定装置顺序：由于混合气在通过NaOH溶液时会带出少量水分，所以应先除去CO₂，再除去H₂O，然后使除去CO₂和H₂O后的气体通过灼热的CuO．反应后生成的混合气体，先通过无水
CuSO₄验证H₂O的生成，再通过澄清的石灰水验证CO₂的生成．如果先通过石灰水，由于会带出少量水分而干扰水的检验．所以装置顺序应为：丙、戊、甲、乙、丁．故答案为：丙戊甲乙丁
（2）连接各装置时要注意，气体通过洗气瓶时应由长导管进入，短导管导出．故答案为：长导管、短导管；
（3）①CO、H₂通过时可分别生成二氧化碳和水，就是说，把CO氧化为CO₂，把H₂氧化为H₂O，以证明水煤气中含有CO和H₂．故答案为：把CO氧化为CO₂，把H₂氧化为H₂O；
②无水硫酸铜遇水变蓝，如果无水硫酸铜变蓝，就说明有水生成，也就是说，水煤气中含有H₂．故答案为：证明水的生成，进而证明水煤气中含有H₂
③为排除水煤气中原有的二氧化碳气体，我们可选用丙装置，其中的氢氧化钠溶液可吸二氧化碳．故答案为：除去水煤气中的CO₂气体；
④澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，所以我们可以利用丁来验证CO₂的生成，进而证明水煤气中有CO．故答案为：证明CO₂的生成，进而证明水煤气中含有CO；
⑤浓硫酸可吸收水分，我们可以用戊装置吸收水煤气中的水分，排除干扰．故答案为：除去水煤气中的水蒸气．
点评：根据题给装置和CO、H₂的性质，首先确定检验CO和H₂的方法，一般采用间接检验法；CO与CuO反应生成Cu和CO₂，H₂与CuO反应生成Cu和水；CO₂可使澄清石灰水变浑浊，H₂O可使无水CuSO₄变蓝，根据这两种现象可以证明CO₂和水的存在，也就间接证明CO和H₂的存在．