Question

水煤气的主要成分是CO、H₂，还含有少量的CO₂和H₂O蒸气。如图所示装置设计一个实验，以证明水煤气中含有CO和H₂。试回答：

（1）连接上述各装置的正确顺序是（将甲、乙、丙、丁、戊填入方框内）：水煤气→_____________（点燃尾气）

（2）各装置的作用是：

A．乙装置________________________________。

B．丙装置________________________________。

C．丁装置________________________________。

D．戊装置________________________________。

（3）写出丙中的离子方程式______________________。

写出丁中的离子方程式__________________。

Answer

（1）丙→戊→甲→乙→丁

（2）乙的作用：通过检验产生的水，来检验氢气

丙的作用：除去水煤气中的二氧化碳，防止干扰一氧化碳的检验

丁的作用：通过检验产生的二氧化碳，来检验一氧化碳

戊的作用：除去水煤气中的水蒸气，防止干扰氢气的检验

（3）CO2+2OH－=H2O+CO32－；CO2+Ca2++2OH－=H2O+CaCO3↓

【解析】

试题分析：（1）定装置顺序：证明水煤气中含有CO和H2，要利用它们还原氧化铜生成CO2和H2O的性质，所以一定先把水煤气中含有的CO2和H2O蒸气除掉，CO2用NaOH溶液吸收，H2O蒸气用浓硫酸干燥，由于混合气体在通过NaOH溶液时会带出少量水分，所以应先除CO2再去H2O。除去CO2和H2O后的气体通过加热的CuO，反应后生成CO2和H2O混合气，先通过无水CuSO4验证生成的H2O，再通过澄清石灰水证生成的CO2，如果先通过石灰水，由于会带出少量水分而干扰水的检验。所以装置的连接顺序为：丙→戊→甲→乙→丁。

（2）根据（1）中分析可知，乙装置的作用是检验反应产生的水，从而证明水煤气中含有氢气；丙装置的作用是除去水煤气中含有的二氧化碳，防止干扰一氧化碳的检验；丁装置的作用是检验反应产生的CO2，从而证明水煤气中含有CO；戊装置的作用是除去水煤气中含有的水蒸气，防止干扰氢气的检验。故答案为：通过检验产生的水，来检验氢气；除去水煤气中的二氧化碳，防止干扰一氧化碳的检验；通过检验产生的二氧化碳，来检验一氧化碳；除去水煤气中的水蒸气，防止干扰氢气的检验。

（3）丙装置中是二氧化碳和氢氧化钠溶液反应，所以反应的离子方程式为CO2+2OH-=H2O+CO32-；丁装置中是生成的CO2和Ca（OH）2反应生成沉淀，澄清石灰水要拆写成离子的形式，反应的离子方程式为：CO2+Ca2++2OH-=H2O+CaCO3↓。

考点：考查物质的检验实验设计；物质的分离和提纯