Question

1．张存浩、程开甲获2013年度国家最高科学技术奖，上世纪50年代，张存浩与合作者研制出水煤气合成液体燃料的高效熔铁催化剂，乙烯及三碳以上产品产率超过当时国际最高水平．某兴趣小组同学想对炭和水蒸气高温下生成的水煤气成分展开探究．
【提出问题】水煤气的成分是什么？
【猜想与假设】（1）CO  （2）CO₂（3）H₂  （4）CO、CO₂和H₂
【查阅资料】无水CuSO₄是白色固体，遇水变成蓝色
【设计与进行实验】同学们通过讨论设计了如下的装置图

（1）检验C0₂：A装置中出现的现象是澄清石灰水变浑浊，说明水煤气中有C0₂发生反应的化学反应方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）检验H₂：D中盛放浓硫酸的作用是吸收水蒸气，当观察到F中现象时固体由白色变为蓝色，说明水煤气中有H₂．
（3）检验CO：C中澄清的石灰水的作用是检验二氧化碳是否除尽，当观察到现象C中的澄清石灰水不变浑浊，G中澄清石灰水变浑浊，说明水煤气中有CO．
综合以上探究你得出的结论是猜想（4）成立．

Answer 1

分析 【猜想与假设】
因为水煤气是炭和水反应的产物，因此水煤气中可能含有一氧化碳、二氧化碳和氢气；
【设计与进行实验】
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
氢氧化钠能和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；
浓硫酸具有吸水性，可以用作氧气、二氧化碳、氢气等气体的干燥剂；
加热条件下，氧化铜和一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，和氢气反应生成水．

解答 解：【猜想与假设】
因为水煤气是炭和水反应的产物，因此水煤气中可能含有一氧化碳、二氧化碳和氢气．
故填：CO、CO₂和H₂．
【设计与进行实验】
（1）A装置中出现的现象是澄清石灰水变浑浊，说明水煤气中有二氧化碳，这是因为二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，发生反应的化学反应方程式为：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
故填：澄清石灰水变浑浊；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
（2）D中盛放浓硫酸的作用是吸收水蒸气，当观察到F中 固体由白色变为蓝色，说明水煤气中有H₂．
故填：吸收水蒸气； 固体由白色变为蓝色．
（3）C中澄清的石灰水的作用是检验二氧化碳是否除尽，当观察到C中的澄清石灰水不变浑浊，G中澄清石灰水变浑浊，说明水煤气中有CO．
故填：检验二氧化碳是否除尽；C中的澄清石灰水不变浑浊，G中澄清石灰水变浑浊．
综合以上探究能够得出的结论是猜想（4）成立．
故填：猜想（4）成立．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．