24.(2020·滨州)(8分)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。

24.(2020·滨州)(8分)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。
[猜想与假设](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](1)无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色;
(2)碱石灰是固体氢氧化钠和氧化钙的混合物;
(3)氢气与一氧化碳都具有还原性。
[收集证据]同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置(部分夹持仪器已略去),并进行了实验。

 

(1)装置A中无水硫酸铜由白色变为蓝色,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中发生反应的化学方程式为               
(2)反应前装置C中的药品为               溶液。
(3)反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色,F中无水硫酸铜由白色变为蓝色,G中澄清石灰水变浑浊,说明混合气体中还存在的气体是               
[实验结论]猜想             正确。
[实验反思]经过讨论,同学们将上图装置进行了简化,只用右图所示装置并自选必要试剂就能完成探究(假设每步都完全反应)。实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到的现象是               ,应补充的最后一步实验操作及现象是               

 

答案】[收集证据](1)水蒸气和二氧化碳(或H2O和CO2)    
(2)NaOH(或氢氧化钠)  (3)氢气和一氧化碳(或H2和CO)
[实验结论](2)
[实验反思]烧杯内壁有水雾(水珠)产生     将烧杯迅速正放,倒入澄清石灰水,振荡,发现澄清石灰水变浑浊。(或另取一内壁附着有澄清石灰水的小烧杯,罩在火焰上方,发现澄清石灰水变浑浊。)(答案合理即可得分)
解析】(1)装置A中无水硫酸铜变为蓝色,说明气体中含有水蒸气;装置B中澄清石灰水变浑浊,说明气体中含有二氧化碳,由此得出的结论为混合气体中有水蒸气和二氧化碳;B中二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,化学方程式为:Ca(OH)2+CO2═CaCO3↓+H2O;(2)反应前装置C中的药品为氢氧化钠溶液,用来吸收二氧化碳;(3)反应后E中红色氧化铁粉末变为黑色,F中无水硫酸铜由白色变为蓝色,说明气体中含有水蒸气,水是由氧化铁和氢气反应生成的;G中澄清石灰水变浑浊,说明气体中含有二氧化碳,二氧化碳是由一氧化碳和氧化铁反应生成的,进一步说明混合气体中还存在的气体是氢气、一氧化碳;[实验结论]该混合气体含有一氧化碳、二氧化碳、氢气和水蒸气,猜想(2)正确;[实验反思]实验过程中干燥的凉烧杯内壁能观察到有水珠出现,是因为氢气燃烧生成水,应补充的最后一步实验操作是:把烧杯翻转,迅速倒入适量澄清石灰水,振荡,若澄清石灰水变浑浊,说明反应生成了二氧化碳,二氧化碳是由一氧化碳燃烧生成的。
 

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