Question

15．在燃烧正旺的炭火盆上，不小心洒上几滴水，会看到有火苗窜起．这是什么气体在燃烧？小军、小虎、小明和小梅组成的合作学习小组对此问题展开了探究．
【组内交流，形成共识】火焰是气体物质燃烧产生的现象，既然有火苗，水与炽热的碳反应肯定产生了可燃性气体，同时应该还有未反应的水蒸气．
【提出猜想】小军：可能含有CO；小梅：可能含有H₂；小明：也可能是CO和H₂的混合物；小虎：不排除有非可燃性气体生成，有可能还有少量的CO₂．
【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色．
【设计实验】合作学习小组成员设计了如下实验装置图1，并进行了实验．
（1）请将图2甲、乙、丙装置按一定顺序连接后放入图1方框中，正确的连接顺序是乙丙甲．
（2）已知试管内棉花不参与反应，它的作用是制造水蒸气．装置丙的作用是除去二氧化碳．装置甲的作用是除去水蒸气或干燥气体．
（3）实验中观察到装置乙、C中澄清石灰水均变浑浊，B中黑色粉末变红，D中无水硫酸铜由白色变为蓝色．写出乙中变化的化学方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
【讨论交流】
（4）小军认为根据上述现象不足以说明产生的气体中一定存在H₂．小梅认为只需将上述装置稍作改进，就可证明产生的气体中一定含有H₂．小梅的改进是将装置C和装置D交换．
（5）小明认为该实验经上述改进后，还存在一个明显的缺陷，该缺陷是缺少尾气处理装置．
【实验结论】炽热的炭和水蒸气反应有H₂、CO和CO₂生成．

Answer 1

分析 由题意“水与炽热的碳反应肯定产生了可燃性气体，同时应该还有未反应的水蒸气”，验证各成分的顺序依次：实验室中常用无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色来验证水，澄清的石灰水来验证二氧化碳，实验室常用浓氢氧化钠溶液充分吸收二氧化碳；用浓硫酸来干燥气体；通过黑色的氧化铜转变成红色的铜来验证由还原性的物质存在；从装置B出来的气体先由D检验水分，再用C检验是否生成二氧化碳；因为一氧化碳是一种有毒的气体，尾气一般要收集火、点燃．

解答 解：由题意“水与炽热的碳反应肯定产生了可燃性气体，同时应该还有未反应的水蒸气”，验证各成分的顺序依次：实验室中常用无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色来验证水，澄清的石灰水来验证二氧化碳，实验室常用浓氢氧化钠溶液充分吸收二氧化碳；用浓硫酸来干燥气体；通过黑色的氧化铜转变成红色的铜来验证由还原性的物质存在；从装置B出来的气体先由D检验水分，再用C检验是否生成二氧化碳；因为一氧化碳是一种有毒的气体，尾气一般要收集火、点燃．故：
【设计实验】（1）由题意可知，用澄清的石灰水检验二氧化碳、实验室常用浓氢氧化钠溶液充分吸收二氧化碳；用浓硫酸来干燥气体；则正确的连接顺序依次是：乙丙甲；
（2）由于氢氧化钠能与二氧化碳反应，装置丙的作用是：吸收二氧化碳．浓硫酸具有吸水性，装置甲的作用是：除去水蒸气或干燥气体；
（3）实验中观察到装置乙、C中澄清石灰水均变浑浊，B中黑色粉末变红，D中无水硫酸铜由白色变为蓝色．写出乙中变化的化学方程式 CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
【讨论交流】
（4）小军认为根据上述现象不足以说明产生的气体中一定存在H₂．小梅认为只需将上述装置稍作改进，就可证明产生的气体中一定含有H₂．从装置B出来的气体先由D检验水分，再用C检验是否生成二氧化碳，故小梅的改进是 将装置C和装置D交换．
（5）小明认为该实验经上述改进后，还存在一个明显的缺陷，因为一氧化碳是一种有毒的气体，尾气一般要收集火、点燃，故该缺陷是 缺少尾气处理装置．
故答案为：（1）乙丙甲；（2）除去二氧化碳； 除去水蒸气或干燥气体
（3）CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O
（4）将装置C和装置D交换；
（5）缺少尾气处理装置．

点评 本题以实验探究的形式考查常见气体氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的性质，同学们要具有综合的化学知识才能做好此题．