Question

某无色气体中可能含有甲烷、一氧化碳、二氧化碳、氮气中的一种或几种．现将该气体依次缓缓通过下图所示装置，观察到：①A装置内一直未见有浑浊出现；②D装置内无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝）．最终收集到一定量干燥气体（假设每步反应以及对气体的吸收都是完全的）．
请回答下列问题：

（1）由①可知原混合气体中肯定不含

CO₂

（写化学式，下同）．

	D装置总质量	E、F装置总质量
反应前	156.6g	356.8g
反应后	158.4g	361.2g

（2）由②可知原混合气体中一定含有

CH₄

．
（3）实验过程中记录的实验数据如表，则原混合气体的成分为

N₂、CH₄、CO

．

Answer 1

分析：（1）根据①A装置内一直未见有浑浊出现，由二氧化碳的化学性质进行分析判断．
（2）根据②D装置内无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝），进行分析解答．
（3）氮气的化学性质稳定，不能燃烧，不与浓硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸铜发生反应，据此根据题意确定是否含有氮气．反应前后D装置的质量差是反应生成的水的质量，EF的质量差是反应生成的二氧化碳的质量，根据水和二氧化碳的质量、化合物中某元素质量的计算方法可计算气体中的碳、氢元素的质量比，可判断是否含有一氧化碳．

解答：解：（1）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，①A装置内一直未见有浑浊出现，可知原混合气体中肯定不含二氧化碳．
（2）②D装置内无水硫酸铜变蓝（无水硫酸铜遇水变蓝），说明该无色气体点燃后生成了水，根据质量守恒定律可知，原混合气中含有氢元素；甲烷、一氧化碳能燃烧，但只有甲烷燃烧能生成水，故原混合气体中一定含有甲烷．
（3）由于氮气的化学性质稳定，不能燃烧，不与浓硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙、硫酸铜反应，不能被吸收，反应生成的水与无水硫酸铜反应，反应生成的二氧化碳能被氢氧化钠溶液吸收，所以最终收集到的干燥气体是氮气；
反应前后D装置的质量差即是反应生成的水的质量，生成水的质量为：158.4g-156.6g=1.8g，其中含氢元素的质量为1.8g×

1×2

18

×100%=0.2g；E、F的质量差是反应生成的二氧化碳的质量，生成二氧化碳的质量为：361.2g-356.8g=4.4g，其中含有碳元素的质量为：4.4g×

12

44

×100%=1.2g，碳、氢元素质量比为1.2g：0.2g=6：1，甲烷中碳、氢元素质量比12：（1×4）=3：1，混合气体中中碳、氢元素质量比大于甲烷中碳、氢元素的质量比，则原混合气体中一定还含有一氧化碳；故原混合气体的成分为N₂、CH₄、CO．
故答案为：（1）CO₂；（2）CH₄；（3）N₂、CH₄、CO．

点评：气体的检验和除杂是初中化学实验的重点之一，熟悉常见气体的性质，并能利用性质的不同进行检验、鉴别、分离和除杂是解答此类题的关键．