Question

12．科學研究小組的同學在用一定濃度的硫酸溶液處理廢金屬材料（主要是生鐵、鍍鋅鐵皮）時，溶液發(fā)燙并聞到了刺激性氣味，這種反常現象引起了同學們的思考．從組成物質的元素角度分析，他們猜測氣體可能是SO₂、CO、CO₂、H₂中的一種或幾種．為了確定該氣體的成分，他們進行了如下探究．
查閱資料：
I．SO₂、CO₂都能與堿溶液反應生成鹽和水，CaSO₃難溶于水；
Ⅱ．SO₂能與酸性高錳酸鉀溶液反應并使它褪色，上述其它氣體不能．
實驗探究：
（1）甲同學為了驗證處理廢金屬材料產生的氣體中是否含有CO₂，把它直接通入澄清石灰水，并觀察實驗現象．
乙同學認為甲同學的做法不合理．請用化學方程式表示其原因SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）同學們設計了一套合理的實驗裝置，如圖所示（鐵架臺已略去）．請你從下列試劑中選擇所需藥品并完成實驗（藥品可重復選用）：澄清石灰水，氫氧化鈉溶液，酸性高錳酸鉀溶液，濃硫酸，無水硫酸銅，堿石灰 （假設每步反應都是完全的）

①寫出E裝置中試劑的名稱或化學式無水硫酸銅．
②若觀察到B（填裝置序號）中澄清石灰水變渾濁，證明原氣體中有CO₂；
③若觀察到D裝置中黑色粉末變成紅色，E中的無水硫酸銅變藍，F中的石灰水不變渾濁現象，證明原氣體中有H₂無CO．

Answer 1

分析 （1）二氧化硫也能使澄清石灰水變渾濁，根據氣體中可能含有二氧化硫分析；
（2）要檢驗水的存在用無水硫酸銅；檢驗二氧化碳的存在用澄清石灰水，但要首先除去二氧化硫．

解答 解：（1）二氧化碳可使澄清石灰水變渾濁，但混合氣體中可能含有二氧化硫，二氧化硫能與石灰水反應生成亞硫酸鈣沉淀，也可以使澄清石灰水變渾濁，化學反應式是：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O，所以甲同學的做法不合理．
故答案為：SO₂+Ca（OH）₂═CaSO₃↓+H₂O．
（2）①E裝置中試劑的名稱應該是無水硫酸銅，可以檢驗經過D裝置后有無水生成，從而檢驗氫氣的存在；
故答案為：無水硫酸銅．
②要證明原氣體中有CO₂，首先裝置A中的試劑應該是酸性高錳酸鉀溶液，除去可能存在的二氧化硫，因為二氧化硫也可以使澄清的石灰水變渾濁；然后在裝置B中加入澄清石灰水，澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，檢驗二氧化碳的存在，所以要觀察到B中的澄清石灰水變渾濁，證明原氣體中有CO₂．
故答案為：B
③D裝置中黑色粉末變成紅色，說明有還原氣體存在，E中的無水硫酸銅變藍，說明有水生成，繼而說明混合氣體中含有氫氣；再就是F中的石灰水不變渾濁，說明沒有二氧化碳生成，就是說混合氣體中沒有一氧化碳．就可證明原氣體中有H₂無CO．
故答案為：D裝置中黑色粉末變成紅色，E中的無水硫酸銅變藍，F中的石灰水不變渾濁．

點評 做好本題應該了解二氧化硫、無水硫酸銅可以檢驗水的存在、澄清石灰水檢驗二氧化碳的存在、一氧化碳和氫氣具有還原性等性質，看似復雜的題目更需要同學們靜心思考，方可迎刃而解．