Question

水蒸气通过灼热的焦炭后得到的混合气体有哪些成分？某化学兴趣小组在老师的指导下，对此进行了实验探究。

【提出猜想】

①该混合气体只含有一氧化碳、氢气

②该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气

③该混合气体只含有二氧化碳、氢气和水蒸气

④该混合气体只含有一氧化碳、二氧化碳和氢气

【查阅资料】

a．无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。

b．碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物。

c．浓硫酸具有强烈的吸水性，常用作某些气体的干燥剂

【实验过程】同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置，并进行了实验(部分夹持仪器已略去)。

（1）装置A中无水硫酸铜变蓝，装置B中澄清石灰水变浑浊，由此得出的结论为混合气体中有         。B中变化的化学方程式为              。

（2）装置C中的药品为足量的烧碱溶液，其作用为             。

（3）E中氧化铜变红、F中无水硫酸铜变蓝、G中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中还存在的气体是_________；E中的变化说明氧化铜具有          性。（填“氧化”或“还原”）

【实验结论】

（4）上述四种猜想中，猜想            （填序号）是正确的。

【实验反思】

（5）经过讨论，同学们将上图中装置C～H进行了简化，只用下图所示装置并自选必要试剂就能完成探究。其中，干燥管中碱石灰的作用为             ，烧杯上能观察到的现象是            。最后一步的实验操作及现象是            。

Answer

（1）水蒸气和二氧化碳 Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O

（2）除去过量的CO2

（3）氢气和一氧化碳，氧化

（4）② 除去混合气体中的水蒸气和二氧化碳 有水珠（或水雾）；迅速将小烧杯倒转，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水变浑浊

【解析】

试题分析：（1）由无水硫酸铜遇水变蓝和澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊的特点可知，混合气体中有水蒸气和二氧化碳；其中CO2与石灰水反应的方程式为Ca(OH)2＋CO2=CaCO3↓＋H2O；

（2）二氧化碳对后续的实验会造成干扰，因此C装置中的氢氧化钠溶液的作用是吸收混合气体中的二氧化碳；

（3）E中氧化铜变红，说明有一氧化碳气体或氢气或二者的混合气体；F中无水硫酸铜变蓝，说明有氢气，因为氢气还原氧化铜可生成水；G中澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳气体，因为一氧化碳还原氧化铜可生成二氧化碳；同时E中的变化说明，氧化铜具有氧化性；

（4）根据以上分析可知猜想②是正确的；

（5）碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，其中的氢氧化钠固体可吸收二氧化碳，氧化钙可吸收水蒸气。因为还有氢气和一氧化碳，所以烧杯壁上有小水珠（或水雾），因氢气燃烧生成水；最后迅速将小烧杯倒转，并向其中倒入澄清石灰水，石灰水变浑浊，说明一氧化碳燃烧生成了二氧化碳。

【考点定位】本题以实验探究的形式考查常见气体氢气、一氧化碳、二氧化碳和水蒸气的性质

【名师点晴】解决本题型的关键在于审题仔细，找出要探究的具体问题，像题目中的“研究、验证、探究”等字眼后面的一般就是我们需要把握的探究问题。在设计实验时还有遵循以下原则，比如科学性原则、单一变量原则和对照原则等。探究性实验的一般思路是：1.准确地把握实验目的；2.利用已学知识，分析如何实现这个目的-－实验原理；3.结合实验材料，初步确定设计对策－－实验方案。