Question

煤气化是有效利用化石能源手段之一，有关反应如下：

①C + H₂O CO + H₂      ② CO + H₂OCO₂ + H₂

获得的气体称为水煤气。某研究性学习小组为探究气体的成分进行了如下实验：

【实验】 使水蒸气通过灼热的焦炭，收集反应后流出的气体。

【提出假设】 对气体的成份提出了三种假设。

假设1：该气体是 CO、H₂ 、H₂O。

假设2：该气体是 CO₂、H₂ 、H₂O 。

（1）假设 3：                                             。

【设计实验方案，验证假设】

他们拟用下图中提供的仪器，选择必要的试剂，设计一个实验，验证上述假设（加热装置和导管等在图中略去，实验前装置内部的空气已经排尽）。

（2）按气流从左至右连接各仪器，用题中小写字母表示接口的连接顺序（仪器可重复使用）：混合气→ dc→       →       →ij →       →       →      →ij ；

（3）仪器A中需加入试剂的是                          ，其中反应的化学方程式是                                                            ；

（4）仪器B中需加入试剂的名称是            ，其作用是                      ；

【思考与交流】

（5）本实验的尾气需要处理，处理的方法为                                   。

Answer

（1）CO、H2、H2O、CO2；

（2）ij；gh；ef；ab；dc；

（3）氧化铜（CuO）；CuO+H2Cu+H2O，CuO+COCu+CO2；

（4）无水硫酸铜；检验H2O（g）；

（5）可在装置最后的导管口处放一点燃的酒精灯，将气体燃烧后排放（或用气球收集）。

【解析】

试题分析：

（1）根据反应原理，混合气体组成存在三种情况，第三种情况还可能为：CO、H2、H2O、CO2，故答案为：CO、H2、H2O、CO2；

（2）为了验证混合气中含CO、H2、H2O、CO2，实验仪器的连接先后顺序为：检验水分→检验二氧化碳→除掉二氧化碳→除掉水分→还原装置→检验水分→检验二氧化碳，仪器连接顺序为：混合气体→dc→ij→gh→ef→ab→dc→ij，故答案为：ij；gh；ef；ab；dc；

（3）仪器A用于检验氢气和一氧化碳，可以选用氧化铜，利用氢气、一氧化碳加热还原氧化铜完成检验，反应的化学方程式为：CuO+H2Cu+H2O，CuO+COCu+CO2；故答案为：氧化铜（CuO）；CuO+H2Cu+H2O，CuO+COCu+CO2；

（4）白色的无水硫酸铜遇水后变为蓝色，所以可在装置干燥管C中加入无水硫酸铜（CuSO4），通过观察颜色是否改变来确定是否有水蒸气的生成，故答案为：无水硫酸铜；检验H2O（g）；

（5）一氧化碳有毒，直接排放到空气中会污染环境，可在装置最后的导管口处放一点燃的酒精灯，利用燃烧的方法消除CO的污染，或用气球收集尾气，防止CO污染空气。故答案为：可在装置最后的导管口处放一点燃的酒精灯，将气体燃烧后排放（或用气球收集）。

考点：常见气体的检验；实验设计

【名师点睛】在实验题目中，典型仪器的名称和使用方法是常见的命题点，比如该题中实验装置B（干燥管），在按气体流向连接仪器时，一定要注意是“大头进、小头出”，所以一定是“dc”而不能是“cd”；对于洗气瓶，中学化学实验中有多种用途，同学们应该注意总结，比如如图所示装置：①收集密度比空气大的气体，气流a进b出；②收集密度比空气小的气体，气流b进a出；③里面装满水，可用于排水法收集气体，气流b进a出；④里面装满水，借助量筒可用于测量气体的体积，气流b进a出；⑤里面装有试剂，可用于洗气除杂或是干燥气体，气流a进b出；⑥如果将上图的洗气瓶颠倒过来，气流的流向有什么变化？