Question

春節(jié)期間，多地發(fā)生燃放煙花致人受傷的事件．據(jù)報(bào)道某地有一男孩在排污井蓋上燃放鞭炮，將燃燒的鞭炮投入很久未開啟的排污井內(nèi)點(diǎn)燃了排污井內(nèi)的氣體，井蓋被炸飛，男孩被井蓋擊傷．某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)排污井內(nèi)的氣體成分十分感興趣，于是進(jìn)行了研究．
【提出問題】排污井內(nèi)氣體的主要成分是什么？
【查閱資料】①排污井內(nèi)的有機(jī)物在一定條件下產(chǎn)生了氣體，其成分可能含有CO、CO₂、CH₄．
②氫氧化鈉溶液可以與二氧化碳充分反應(yīng)．
③濃硫酸有很強(qiáng)的吸水性，可以作為一些氣體的干燥劑．
【提出猜想】某興趣小組同學(xué)對(duì)排污井內(nèi)氣體含有上述氣體中至少2種成分的猜想如下：
猜想Ⅰ：有CO₂、CH₄            猜想Ⅱ：有CO、CH₄
猜想Ⅲ：有CO、CO₂             猜想Ⅳ：有

 

【實(shí)驗(yàn)方案】小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置并經(jīng)行探究．
【問題討論】
（1）裝置A出現(xiàn)渾濁，證明猜想

 

不正確．A中發(fā)生的方程式為

 

（2）小明通過裝置C處

 

的現(xiàn)象，證明猜想Ⅲ不成立．小芳對(duì)此提出了疑義，小芳認(rèn)為要在裝置

 

之間的位置再增加一個(gè)上圖中

 

（填序號(hào)）裝置，才能證明猜想Ⅲ不成立．
（3）為了進(jìn)一步確認(rèn)氣體中是否含有一氧化碳，小明將裝置C處氣體完全燃燒后的產(chǎn)物依次通過裝置D、E，經(jīng)實(shí)驗(yàn)測(cè)定裝置D增重1.8g，裝置E增重2.2g，由此證明猜想

 

成立．
（4）小明認(rèn)為要證明排污井內(nèi)氣體是否含有CO，可以不用裝置B，小芳則認(rèn)為需要使用裝置B，你認(rèn)為裝置B的作用是

 

．
【知識(shí)拓展】
有同學(xué)在化學(xué)老師的引導(dǎo)下得知排污井內(nèi)的氣體除了以上幾種氣體外還有可能含有一種有毒氣體：硫化氫氣體，并查閱資料得知：
①堿石灰主要成分是氧化鈣固體和氫氧化鈉固體混合物，可以吸收水蒸氣和CO₂；
②硫化氫氣體有劇毒，能與CuSO₄溶液反應(yīng)生成黑色沉淀；于是將上述實(shí)驗(yàn)的裝置一進(jìn)行改進(jìn)，如圖所示：
（5）若出現(xiàn)

 

的現(xiàn)象，則說明排污管道氣中含有H₂S氣體．
（6）堿石灰在該實(shí)驗(yàn)中起干燥的作用，但是經(jīng)常出現(xiàn)變質(zhì)的問題，例如氧化鈣敞放在空氣中最終可能變成

 

（寫化學(xué)式），請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明變質(zhì)后的產(chǎn)物．

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
		氧化鈣已經(jīng)變質(zhì)

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,生石灰的性質(zhì)與用途,堿的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式,燃燒、爆炸、緩慢氧化與自燃

專題：科學(xué)探究

分析：據(jù)至少2種成分進(jìn)行猜想；
二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁；
一氧化碳燃燒能生成二氧化碳，甲烷燃燒能生成水和二氧化碳；
根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置中的質(zhì)量變化情況可以確定物質(zhì)的組成；
氫氧化鈉溶液能夠吸收二氧化碳?xì)怏w．
硫化氫氣體能與CuSO₄溶液反應(yīng)生成黑色沉淀；
據(jù)氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣分析；
據(jù)碳酸鹽與酸反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w分析；

解答：解：【提出猜想】猜想Ⅳ為：CO、CO₂、CH₄
（1）裝置A出現(xiàn)渾濁，說明氣體中含有二氧化碳，猜想Ⅱ中沒有二氧化碳，是不正確的．二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O
故填：Ⅱ．
（2）猜想Ⅲ中的一氧化碳燃燒能生成二氧化碳，不能生成水，如果實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象中出現(xiàn)水珠，就能夠證明猜想Ⅲ不成立．
故填：燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠．
如果氣體經(jīng)過B中的氫氧化鈉溶液時(shí)，水會(huì)進(jìn)入氣體中，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，所以應(yīng)該在裝置B和C之間的加一個(gè)吸收水的裝置，裝置中的試劑應(yīng)該是濃硫酸，因?yàn)闈饬蛩峋哂形�水性�?br />故填：裝置B和C；D．
（3）甲烷燃燒的化學(xué)方程式及其質(zhì)量關(guān)系為：CH₄+2O

點(diǎn)燃  .

CO₂+2H₂O，
                                                  44    36
可以計(jì)算出生成水和二氧化碳的質(zhì)量比是：36：44=9：11，D增重的1.8g是水，E增重的2.2g是二氧化碳，質(zhì)量比是：1.8g：2.2g=9：11，所以猜想Ⅰ成立．
故填：Ⅰ．
（4）裝置B的作用是除去氣體中的二氧化碳．
故填：除去氣體中的二氧化碳．
【知識(shí)拓展】（5）因硫化氫氣體能與CuSO₄溶液反應(yīng)生成黑色沉淀，故A中出現(xiàn)黑色沉淀時(shí)，證明含有硫化氫氣體；
（6）氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣，故氧化鈣敞放在空氣中最終可能變成CaCO₃
實(shí)驗(yàn)操作：向固體中加入少量稀鹽酸；
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：若產(chǎn)生氣泡；
故答案為：
【提出猜想】：CO、CO₂、CH₄
（1）Ⅱ；CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（2）燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠；裝置B和C；D；
（3）Ⅰ；（4）除去氣體中的二氧化碳
【知識(shí)拓展】（5）A中出現(xiàn)黑色沉淀；（6）CaCO₃ 實(shí)驗(yàn)操作：向固體中加入少量稀鹽酸；   實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：若產(chǎn)生氣泡；

點(diǎn)評(píng)：本題考查根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、生成物質(zhì)量來判斷物質(zhì)的組成，解答的關(guān)鍵是要掌握各種物質(zhì)的性質(zhì)，掌握了物質(zhì)的性質(zhì)，再分析起來就比較容易了．