Question

高溫下赤熱的焦炭能與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)生成無色的氣體，探究小組同學(xué)對其反應(yīng)后生成的氣體作了如下探究：
【猜想與假設(shè)】假設(shè)①：生成的氣體可能有H₂、CO；
假設(shè)②：生成的氣體可能有H₂、CO₂、

CO

；
假設(shè)③：生成的氣體可能有H₂、CO、CO₂、N₂；
假設(shè)④：組長認為③的猜想不合理，他作出判斷的理論依據(jù)是

反應(yīng)物中沒有N元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律不可能生成N₂

．
【設(shè)計與實驗】為了證明他們的猜想是正確的，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置：
（提示：濃硫酸作干燥劑，無水硫酸銅遇到水變藍色，H₂和CuO反應(yīng)生成Cu和H₂O，CO與CuO反應(yīng)的原理與工業(yè)煉鐵的反應(yīng)原理相似．）
①證明混合氣體中含有H₂，相應(yīng)的反應(yīng)現(xiàn)象是

D中無水硫酸銅變藍色

②證明混合氣體中含有CO，相應(yīng)的反應(yīng)現(xiàn)象是

E中澄清石灰水變渾濁

③證明混合氣體中含有CO₂，相應(yīng)的反應(yīng)現(xiàn)象是

A中澄清石灰水變渾濁

【結(jié)論與思考】實驗后得出結(jié)論，假設(shè)①成立．
①寫出焦炭與水蒸氣發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

C+H₂O

高溫  .

H₂+CO

；
②有同學(xué)認為尾氣直接排出會污染空氣，應(yīng)如何處理更合理：

在尾氣排出處加一盞點燃的酒精燈或用空的氣囊收集（合理均可）

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律的化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變分析解答；
（2）①根據(jù)氫氣還原氧化銅生成的水會使無水硫酸銅變藍的性質(zhì)檢驗；
②根據(jù)一氧化碳還原氧化銅生成的二氧化碳會使澄清石灰水變渾濁的性質(zhì)檢驗；
③檢驗二氧化碳常用澄清石灰水；
（3）①結(jié)合反應(yīng)物、生成物和反應(yīng)條件書寫方程式；
②依據(jù)一氧化碳的可燃性，采取點燃或收集起來防止污染空氣．

解答：解：（1）在化學(xué)反應(yīng)前后，元素的種類是不發(fā)生改變的，依據(jù)反應(yīng)物是碳和水，所以生成的氣體可能有H₂、CO₂、CO；反應(yīng)前的物質(zhì)中沒有氮元素，生成物中也不會有氮元素，所以水和碳反應(yīng)后不會生成氮氣，
（2）①水能夠使無水硫酸銅變藍，氫氣和氧化銅反應(yīng)會生成水，只要D中的無水硫酸銅變藍，就證明水的存在，也證明了混合氣中有氫氣；
②二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，一氧化碳和氧化銅反應(yīng)會生成二氧化碳，只要澄清石灰水變渾濁，證明了二氧化碳的存在，也證明了混合氣中有一氧化碳；
③二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，根據(jù)石灰水變渾濁的現(xiàn)象，可以確定混合氣體中存在二氧化碳；
（3）①根據(jù)焦炭和水在高溫條件下生成氫氣和一氧化碳，化學(xué)方程式為：C+H₂O

高溫  .

CO+H₂；
②因為一氧化碳有毒，不能直接排入大氣中，可以在導(dǎo)管口點燃一個酒精燈使一氧化碳燃燒生成無污染的二氧化碳，或收集處理；
故答案為：
【猜想與假設(shè)】CO； 反應(yīng)物中沒有N元素，根據(jù)質(zhì)量守恒定律不可能生成N₂；
【設(shè)計與實驗】①D中無水硫酸銅變藍色；    ②E中澄清石灰水變渾濁；    ③A中澄清石灰水變渾濁；
【結(jié)論與思考】①C+H₂O

高溫  .

H₂+CO；   ②在尾氣排出處加一盞點燃的酒精燈或用空的氣囊收集（合理均可）．

點評：本題主要考查了常見氣體的檢驗和除雜方法，以及質(zhì)量守恒定律在在化學(xué)方程式中的應(yīng)用，并能結(jié)合題意靈活分析解答問題．