(2012?通州區(qū)二模)“排污工程施工,毒氣放倒三人”的報(bào)道,引起某興趣小組同學(xué)的思考.
【提出問(wèn)題】排污管道中的毒氣有什么成分?
【查閱資料】
(1)排污管道中的物質(zhì)在一定條件下發(fā)酵會(huì)產(chǎn)生CO、CO2、H2S、CH4
(2)H2S氣體有劇毒,能與CuSO4溶液反應(yīng)生成黑色沉淀
(3)H2S氣體能溶于水,溶液呈酸性
(4)CH4、CO均不與CuSO4溶液、石灰水以及NaOH溶液反應(yīng)
【提出猜想】
小組同學(xué)對(duì)排污管道氣含有上述氣體中最少3種成分的猜想如下:
猜想1:有CO、CO2、H2S;
猜想2:有CO、
CO2
CO2
、CH4;
猜想3:有CO、H2S、CH4;
猜想4:有CO2、H2S、CH4;
猜想5:有CO、CO2、H2S、CH4
【實(shí)驗(yàn)方案】
小組同學(xué)共同設(shè)計(jì)了下圖所示的裝置并進(jìn)行探究(夾持儀器已省略).

【問(wèn)題討論】
(1)如A裝置沒(méi)有明顯變化,則猜想
2
2
成立;如猜想3成立,則B裝置中的現(xiàn)象為
沒(méi)有現(xiàn)象
沒(méi)有現(xiàn)象

(2)在驗(yàn)證猜想1的實(shí)驗(yàn)中,裝置C中NaOH溶液的作用是
吸收CO2
吸收CO2
;若要進(jìn)一步驗(yàn)證氣體燃燒后的產(chǎn)物,操作是:迅速把燒杯倒過(guò)來(lái),向燒杯內(nèi)注入一種液體,震蕩,寫(xiě)出此反應(yīng)的化學(xué)方程式
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O
CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O

(3)要確定猜想5中是否有CH4,某同學(xué)認(rèn)為圖示裝置不足之處,理由是
氣體通過(guò)ABC裝置時(shí),會(huì)帶入水蒸氣,
氣體通過(guò)ABC裝置時(shí),會(huì)帶入水蒸氣,
;要排除這種干擾需要在裝置C與D之間加一個(gè)
干燥
干燥
裝置.改進(jìn)后,若氣體燃燒,且D裝置內(nèi)壁出現(xiàn)
水霧
水霧
,證明氣體中一定含有CH4.為了進(jìn)一步確定氣體中是否含有CO,可分別測(cè)定燃燒產(chǎn)物中H2O、CO2的質(zhì)量.其方法是:將燃燒產(chǎn)物依次通過(guò)盛有
濃硫酸和氫氧化鈉溶液
濃硫酸和氫氧化鈉溶液
的裝置,分別稱量吸收燃燒產(chǎn)物前、吸收燃燒產(chǎn)物后裝置的質(zhì)量,當(dāng)m(H2O);m(CO2)應(yīng)滿足的關(guān)系是小于
9:11
9:11
(取最簡(jiǎn)整數(shù)比)時(shí),證明該氣體中還含有CO.
分析:【提出猜想】根據(jù)四種物質(zhì)中最少含有三種物質(zhì)的組合情況考慮;【問(wèn)題討論】(1)根據(jù)猜想中是否含有硫化氫考慮;根據(jù)猜想3中是否含有二氧化碳考慮;(2)根據(jù)酸性氣體能與堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)考慮;根據(jù)氣體燃燒后的產(chǎn)物驗(yàn)證氣體燃燒后的產(chǎn)物的方法考慮;(3)根據(jù)甲烷燃燒的產(chǎn)物的驗(yàn)證與所給儀器驗(yàn)證的不足之處考慮,再結(jié)合二氧化碳和甲烷的驗(yàn)證方法考慮.
解答:解:【提出猜想】四種物質(zhì)中最少含有三種物質(zhì)的組合情況還缺少:CO、CO2、CH4;
【問(wèn)題討論】
(1)因?yàn)镠2S氣體有劇毒,能與CuSO4溶液反應(yīng)生成黑色沉淀,所以A裝置沒(méi)有明顯變化,說(shuō)明沒(méi)有硫化氫氣體,所以猜想2正確;由于猜想3中含有CO、H2S、CH4,不存在二氧化碳,所以通過(guò)澄清石灰水,沒(méi)有明顯現(xiàn)象;
(2)驗(yàn)證一氧化碳時(shí),是通過(guò)氣體燃燒是否生成二氧化碳,所以在點(diǎn)燃前把原來(lái)的二氧化碳除掉,所以氫氧化鈉的作用是吸收二氧化碳;由于燃燒的產(chǎn)物中含有二氧化碳,驗(yàn)證二氧化碳的方法是通過(guò)澄清的石灰水,反應(yīng)物是氫氧化鈣和二氧化碳,生成物是碳酸鈣沉淀和水,碳酸鈣后面標(biāo)上沉淀符號(hào);
(3)驗(yàn)證甲烷的方法是通過(guò)氣體燃燒能生成二氧化碳和水考慮,由于氣體通過(guò)ABC裝置時(shí)都屬于液體,所以需要一個(gè)干燥劑把原來(lái)的水分除掉,因?yàn)榧淄槿紵苌伤,所以燒杯壁上有水霧,因?yàn)闈饬蛩峋哂形裕梢园焉傻乃,氫氧化鈉能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水,所以用氫氧化鈉溶液除去二氧化碳,根據(jù)甲烷燃燒生成的水和二氧化碳的質(zhì)量比為:9:11,如果其中含有一氧化碳時(shí),燃燒后也能生成二氧化碳,所以水和二氧化碳的質(zhì)量比小于9:11.
故答案為:CO2;(1)2;沒(méi)有現(xiàn)象;(2)吸收CO2;CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;(3)氣體通過(guò)ABC裝置時(shí),會(huì)帶入水蒸氣;干燥;水霧;濃硫酸和氫氧化鈉溶液;9:11.
點(diǎn)評(píng):解答本題關(guān)鍵是要知道驗(yàn)證硫化氫要用硫酸銅溶液,驗(yàn)證二氧化碳用澄清石灰水,驗(yàn)證一氧化碳根據(jù)氣體燃燒生成二氧化碳考慮,驗(yàn)證甲烷根據(jù)氣體燃燒后生成水和二氧化碳進(jìn)行驗(yàn)證.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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