Question

在高温下赤热的焦炭能与水蒸气发生反应，对其反应后的生成物，探究小组同学作了如下探究：
（1）猜想与假设
甲认为有H₂、CO生成；
乙认为有H₂、CO、CO₂生成；
丙认为除有H₂、CO、CO₂外，可能还有N₂生成．
探究小组组长丁认为丙同学的猜想不合理，丁同学做出判断的理论依据是

 

．
（2）设计与实验
甲乙同学为了证明他们的猜想是正确的，设计了如如图所示的实验装置：
（提示：无水硫酸铜遇到水变蓝色，H₂和CuO反应生成Cu和H₂O，CO与CuO反应的原理与工业炼铁的反应原理相似．）
①证明混合气体中含有H₂，相应的反应现象是

 

；
②证明混合气体中含有CO，相应的反应现象是

 

；
③证明混合气体中含有CO₂，相应的反应现象是

 

．
（3）理论与思考
①写出符合甲同学猜想的焦炭与水蒸气发生反应的化学方程式

 

；
②丁同学认为此设计不够合理，如果在A、B装置之间再加一个洗气瓶，内装

 

溶液，才能弥补上述设计的不足．

Answer 1

分析：（1）根据质量守恒定律回答．
（2）根据H₂、CO和氧化铜反应的产物和无水硫酸铜遇水变蓝色，以及二氧化碳能使澄清的石灰水变浑的性质回答．
（3）①根据甲的猜想，判断反应物、生成物和反应条件，再写出方程式；②根据氢氧化钙微溶解于水，溶液较稀，吸收二氧化碳的效果不好的情况回答．

解答：解：（1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素的种类不变，反应物中没有N元素，根据质量守恒定律不可能生成N₂．
（2）①氢气和氧化铜在加热的条件下反应生成铜和水，一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，如混合气体中含有H₂，则
D中无水硫酸铜变蓝．
②一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，如证明混合气体中含有一氧化碳，A中澄清石灰水不变浑浊，E中澄清石灰水变浑浊．
③二氧化碳能使澄清的石灰水变浑，如混合气体中含有CO₂，则A中澄清石灰水变浑浊．
（3）①甲认为在高温下炽热的焦炭能与水蒸气发生反应，其反应后的生成物有H₂、CO，所以方程式为：C+H₂O

高温  .

H₂+CO．
②氢氧化钙微溶解于水，溶液较稀，吸收二氧化碳的效果不好，在A、B装置之间再加一个洗气瓶，内装吸收二氧化碳能力较强的氢氧化钠溶液更好．
故答案为：（1）反应物中没有N元素，根据质量守恒定律不可能生成N₂；
（2）①无水硫酸铜变蓝色；②A中澄清石灰水不变浑浊，E中澄清石灰水变浑浊；③A中澄清石灰水变浑浊；
（3）①C+H₂O

高温  .

H₂+CO；②NaOH．

点评：气体的检验和除杂是初中化学实验的重点内容之一，是学生应掌握的基本技能，也是化学实验考查的热点之一，首先要熟悉气体的性质，并能利用其性质对它进行检验、鉴别，能利用气体间性质的差别进行分离和除杂；特别是石灰水、氢氧化钠溶液、浓硫酸、无水硫酸铜在气体制取和检验中的作用．