Question

煤气化是有效利用化石能源手段之一，有关反应如下：
①C+H₂O

高温

CO+H₂   ②CO+H₂O

一定条件

CO₂+H₂
获得的气体称为水煤气．某研究性学习小组为探究气体的成分进行了如下实验：
[实验]使水蒸气通过灼热的焦炭，收集反应后流出的气体．
[提出假设]对气体的成份提出了三种假设．
假设1：该气体是 CO、H₂．
假设2：该气体是 CO、H₂、H₂O．
（1）假设3：

 

．
[设计实验方案，验证假设]
他们拟用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，验证上述假设（加热装置和导管等在图中略去，实验前装置内部的空气已经排尽）．
    
（2）按气流从左至右连接各仪器，用题中小写字母表示接口的连接顺序（仪器可重复使用）：
混合气→dc→

 

→

 

→ij→

 

→

 

→

 

→ij；
（3）仪器A中需加入试剂的是

 

，其中反应的化学方程式是

 

；
（4）仪器B中需加入试剂的名称是

 

，其作用是

 

；
[思考与交流]
（5）本实验的尾气需要处理，处理的方法为

 

．
（6）某同学认为增加焦炭的量可以提高化学反应①的速率，你是否同意他的说法，并简述理由

 

．

Answer 1

分析：（1）根据反应方程式只能得到三种假设；
（2）根据实验的意图，按照“检验水分→检验二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→还原装置→检验水分→检验二氧化碳”完成仪器的连接先后顺序；
（3）可以根据氢气、一氧化碳还原氧化铜实验检验氢气和一氧化碳的存在；
（4）根据水和白色的无水硫酸铜反应生成蓝色的硫酸铜晶体进行分析；
（5）根据一氧化碳有毒，会污染环境，根据一氧化碳的性质选择尾气处理方法；
（6）根据影响化学反应速率的因素分析．

解答：解：（1）根据反应原理，混合气体组成存在三种情况，第三种情况还可能为：CO、H₂、H₂O、CO₂，
故答案为：CO、H₂、H₂O、CO₂；
（2）为了验证混合气中含CO、H₂、H₂O、CO₂，实验仪器的连接先后顺序为：检验水分→检验二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→还原装置→检验水分→检验二氧化碳，仪器连接顺序为：混合气体→dc→ij→hg→ef→ab→dc→ij，
故答案为：ij；hg；ef；ab；dc；
（3）仪器A用于检验氢气和一氧化碳，可以选用氧化铜，利用氢气、一氧化碳加热还原氧化铜完成检验，反应的化学方程式为：CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O，
故答案为：氧化铜（CuO）； CuO+H₂

△   .

Cu+H₂O，CuO+CO

△   .

Cu+CO₂；
（4）白色的无水硫酸铜遇水后变为蓝色，所以可在装置干燥管C中加入无水硫酸铜（CuSO₄），通过观察颜色是否改变来确定水蒸气的存在，
故答案为：无水硫酸铜；检验水分；
（5）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，可将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集，
故答案为：将玻璃管改成尖嘴点燃或用气球收集；
（6）由于焦炭是固体，增加它的量不能增大焦炭的浓度，不能提高化学反应①的速率，
故答案为：不同意，焦炭是固体，增加它的量不能增大焦炭的浓度，不能提高化学反应①的速率．

点评：本题以实验探究的形式考查了检验常见气体氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的方法，熟练掌握常见气体的化学性质并能灵活运用是正确解答本题的关键．