Question

某無色氣體中可能含有甲烷、氫氣、二氧化碳、氮氣中的一種或幾種．現(xiàn)將該氣體依次通過下圖所示裝置．
觀察到：①A裝置內(nèi)未見有渾濁出現(xiàn)；②D裝置內(nèi)無水硫酸銅變藍（無水硫酸銅遇水變藍）；最終收集到一定量干燥氣體（假設(shè)每步反應(yīng)都是完全的）．

請回答下列問題：
實驗過程中記錄的實驗數(shù)據(jù)如下：

	D裝置總質(zhì)量	E、F裝置總質(zhì)量
反應(yīng)前	156.6g	356.8g
反應(yīng)后	158.4g	359.0g

經(jīng)分析可知原混合氣體中肯定不含

二氧化碳

；最終收集到的氣體是

氮氣

；該氣體的成分為

甲烷和氮氣

．

Answer 1

分析：根據(jù)二氧化碳能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水的性質(zhì)回答是否含有二氧化碳，根據(jù)甲烷燃燒生成二氧化碳和水、氫氣燃燒生成水，氮氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃燒，不與濃硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、硫酸銅反應(yīng)回答；反應(yīng)前后D裝置的質(zhì)量差是反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，EF的質(zhì)量差是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)水和二氧化碳的質(zhì)量及質(zhì)量守恒定律可計算氣體中的碳、氫元素的質(zhì)量比，進一步判斷是只有甲烷，還是甲烷與氫氣都含有．

解答：解：二氧化碳能和氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，①A裝置內(nèi)未見有渾濁出現(xiàn)，說明氣體中一定不含二氧化碳；甲烷、氫氣都能燃燒，甲烷燃燒能生成水和二氧化碳，氫氣燃燒只能生成水，②D裝置內(nèi)無水硫酸銅變藍，說明物質(zhì)中含有氫元素，還不能確定是甲烷、氫氣還是二者的混合物；由于氮氣的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不燃燒，不與濃硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、硫酸銅反應(yīng)，不能被吸收，反應(yīng)生成的二氧化碳能被石灰水和氫氧化鈉溶液吸收，反應(yīng)生成的水能被濃硫酸吸收，所以最終收集到的氣體是氮氣，說明氣體中一定含有氮氣；反應(yīng)前后D裝置的質(zhì)量差是反應(yīng)生成的水的質(zhì)量，共1.8克，其中含氫元素0.2克，EF的質(zhì)量差是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，共2.2克，其中含有碳元素0.6克，碳、氫元素質(zhì)量比為12：4即3：1，與甲烷組成相同，所以氣體中無氫氣，是甲烷和氮氣的混合物．
故答案為：二氧化碳；氮氣；甲烷和氮氣．

點評：氣體的檢驗和除雜是初中化學(xué)實驗的重點內(nèi)容之一，是學(xué)生應(yīng)掌握的基本技能，也是化學(xué)實驗考查的熱點之一，首先要熟悉氣體的性質(zhì)，并能利用其性質(zhì)對它進行檢驗、鑒別，能利用氣體間性質(zhì)的差別進行分離和除雜；特別是石灰水、氫氧化鈉溶液、濃硫酸、無水硫酸銅在氣體制取和檢驗中的作用．