Question

某无色气体可能含有CO、H₂、CH₄中的一种或几种，依次进行以下实验（假设每步反应或吸收均完全）：①将气体充分燃烧；②将生成的气体通过浓硫酸，装置质量增加3.6g；③将气体通过碱石灰固体，装置质量增加2.2g．下列推断正确的是（ ）
A．原混合气体中可能只含有CH₄，也可能三种都含有
B．原混合气体中可能只含有H₂和CO，不含有CH₄
C．原混合气体中可能只含有CO和CH₄，不含有H₂
D．原混合气体中一定含有H₂，可能含有CH₄

Answer

生成的气体通过具有干燥作用的浓硫酸，浓硫酸所增加的质量即气体燃烧生成水的质量；气体再通过碱石灰固体，碱石灰可以吸收水分和二氧化碳，由于水分被浓硫酸吸收，所以碱石灰增加的质量是吸收了生成气体中二氧化碳的结果．
根据燃烧的规律：可燃物充分燃烧，C元素转变为二氧化碳，H元素转变成水．生成物水中的H元素即原无色气体中的H元素，生成物二氧化碳中的C元素即为无色气体中的C元素．
【解析】
浓硫酸增重3.6g，即气体燃烧后生成水3.6g，则其中H元素质量为3.6g××100%=0.4g，即无色气体中H元素质量0.4g；
碱石灰增重2.2g，即气体燃烧后生成二氧化碳2.2g，其中C元素质量为2.2g××100%=0.6g，即无色气体中C元素质量0.6g；
无色气体中C、H元素质量比为0.6g：0.4g=3：2，根据质量比等于原子个数乘以相对原子质量之比，设碳原子与氢原子个数分别为a、b，则12a：b=3：2，则a：b=1：8，即C、H元素的原子个数比为1：8．
A、混合气体若只含甲烷，气体中C、H元素的原子个数比为1：4，与实验所得结果不一致，故不选；
B、混合气体中CO与H2分子个数比为1：4时且混合气体中不含CH4，混合气体中C、H原子个数比则为1：8，与实验测定结果一致，符合题意，故选；
C、混合气体中只含CO和CH4不含H2，此种情况下，无论气体以何种比例混合，都不能满足C、H原子个数为1：8的实验结果，因此不符合题意，故不选；
D、要满足C、H原子个数比为1：8，混合气体可能的组成只有以下三种：CO与H2分子个数比为1：4时且不含CH4，CH4与H2分子个数比为1：2时且不含CO，H2、CO、CH4三种气体都有分子个数比为2：1：1，这三种组合中都含有氢气，所以“混合气体中一定含H2可能含CH4”说法成立，故选．
故选B、D