Question

【题目】焦炭(主要成分是碳单质，杂质不与水反应) 与水蒸气在高温条件下反应，能产 生一种俗称为水煤气的气体燃料，可能还有 H2、CO、CO2。某小组同学设计了如下实验装 置并进行实验。实验后发现 A 装置中溶液变浑浊,D 中的固体由黑色变红色，E 中的固体由 白色变蓝色,G 装置中有水流入烧杯。（已知无水硫酸铜水蒸气变蓝, 碱石灰能吸收二氧化 碳和水蒸气,浓硫酸能吸收水蒸气）

在反应前后对 D、E 装置进行了质量的测量(各步反应均完全)，测量结果如下表：

请分析回答下列问题:

（1）水煤气中一定含有 CO2的理由是_______________（用化学方程式表示）。

（2）一定能证明水煤气中有氢气存在的实验现象是______________。

（3）G 装置的作用：①“抽气”；②______________________。

（4）该小组同学通过数据分析，证明水煤气中存在 CO 气体, 请利用上表中的原始数据, 列出数据分析过程(只列式不计算)。__________________。

（5）同学们发现，不通过测量反应前后装置的质量，也可方便的证明 CO 气体的存在。只需增加一个上图中的装置______________（填装置序号）来代替装置 F。

Answer 1

【答案】 CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O E中白色固体变蓝,D 中黑色固体变红 收集尾气，防止污染空气 D 装置减重 m1=223.3g-215.0g；E 装置增重 m2=267.2g-260.0g；m1×16>m2×18,在H2以外的其他还原剂，因此一定存在CO还原氧化铜,所以存 A

【解析】（1）将混合气体通入澄清石灰水后有浑浊现象，说明一定有二氧化碳气体，反应方程式为：CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

（2）如混合气体中有氢气的话，D装置中氧化铜与氢气反应，生成水，故E装置中变为蓝色，故一定能证明水煤气中有氢气存在的实验现象是E中白色固体变蓝,D 中黑色固体变红；

（3）水煤气中可能有一氧化碳，故反应的尾气中可能含有一氧化碳，一氧化碳是有毒的气体，故G装置可以收集尾气，防止污染空气；

（4）D 装置减重 m1=223.3g-215.0g=8.3g；E 装置增重 m2= 267.2g-260.0g=7.2g，说明D装置中被夺走的氧元素的质量为8.3g，而E装置中生成水的质量只有7.2g，说明D装置中的氧元素还被其他的还原剂夺取，故一定含有一氧化碳；

（5）可以用A装置来替换F装置，如A装置中变浑浊的话，则一定有一氧化碳；