Question

12．X混合氣體由H₂、CO、CH₄的成分組成，為檢驗(yàn)氣體的成分設(shè)計了如下的實(shí)驗(yàn)裝置（注：夾持裝置未畫出；無水硫酸銅遇水由白色變成藍(lán)色，可用于檢驗(yàn)水的存在）：

【查閱資料】
（1）CO和二氯化鈀（PdCl₂）溶液反應(yīng)產(chǎn)生黑色鈀（Pd）：CO+PdCl₂+H₂O=CO₂+Pd↓+2X，該反應(yīng)中X的化學(xué)式是HCl．
（2）在高溫條件下，H₂可還原氧化鐵，產(chǎn)生鐵和水．在高溫條件下，CH₄也可與Fe₂O₃反應(yīng)：4Fe₂O₃+nCH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe+nCO₂+2nH₂O，其中n的值為3（填數(shù)字）．
【提出假設(shè)】關(guān)于X混合氣體的組成，同學(xué)們提出下列假設(shè)：
①H₂和CO     ②H₂和CH₄③CO和CH₄④H₂、CO和CH₄
【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】A中出現(xiàn)黑色固體；C中固體逐漸變?yōu)楹谏�；D固體變?yōu)樗{(lán)色；E中溶液變渾濁．
【問題討論】
（3）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，甲同學(xué)和老師一致認(rèn)為：可排除假設(shè)②（填假設(shè)序號）．
（4）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，乙認(rèn)為可排除“假設(shè)①”．你認(rèn)為乙的結(jié)論是否正確？不正確．
（5）丙同學(xué)認(rèn)為：要驗(yàn)證剩余的假設(shè)是否成立，需要在A、B之間增加裝置H，但該裝置未畫完整，請在答題卡中將裝置畫完整．
（6）丁同學(xué)利用改進(jìn)后的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測得實(shí)驗(yàn)中裝置D質(zhì)量增加m₁g，裝置E和F質(zhì)量增加的總和為m₂g，若m₁：m₂=9：11（填寫比值），則“假設(shè)③”成立．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)質(zhì)量守恒定律進(jìn)行化學(xué)方程式的配平；
（3）根據(jù)A中出現(xiàn)黑色固體說明有一氧化碳，所以排除假設(shè)②進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)如果只有氫氣和一氧化碳?xì)怏w也出現(xiàn)以上現(xiàn)象進(jìn)行分析；
（5）根據(jù)氣體的流向?qū)ρb置進(jìn)行設(shè)計；
（6）根據(jù)裝置D質(zhì)量增加m₁g為水的質(zhì)量，裝置E和F質(zhì)量增加的總和為m₂g為二氧化碳的質(zhì)量進(jìn)行解答．

解答 解：（1）化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變，由CO+PdCl₂+H₂O=CO₂+Pd↓+2X可知，反應(yīng)物中有1個碳原子，2個氧原子，1個鈀原子，2個氯原子，2個氫原子，所以該反應(yīng)中X的化學(xué)式是HCl；
（2）由質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變可知，4Fe₂O₃+nCH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe+nCO₂+2nH₂O，n的值為3；
（3）A中出現(xiàn)黑色固體，生成了鐵單質(zhì)，所以說明有一氧化碳，所以排除假設(shè)②；
（4）如果只有氫氣和一氧化碳?xì)怏w，也可以出現(xiàn)以上現(xiàn)象，所以乙的結(jié)論不正確；
（5）氣體的流向可知，要驗(yàn)證剩余的假設(shè)是否成立，需要在A、B之間增加裝置H，所以H裝置如圖：
； 
（6）由4Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe+3CO₂+6H₂O可知，生成水和二氧化碳質(zhì)量比為：（6×18）：（3×44）=9：11，所以m₁：m₂=9：11時，“假設(shè)③”成立．
故答案為：（1）HCl；
（2）3；
（3）②；
（4）不正確；
（5）；
（6）9：11．

點(diǎn)評 熟練掌握常見氣體的性質(zhì)，并能利用其性質(zhì)對它進(jìn)行檢驗(yàn)、鑒別，這是我們必須掌握的基本技能，也是化學(xué)實(shí)驗(yàn)考查的熱點(diǎn)之一．