Question

37、水煤氣的主要成分是CO、H₂，還含有少量的CO₂和H₂O蒸氣．如圖所示裝置設計一個實驗，以證明水煤氣中含有CO和H₂．試回答：
（1）連接上述各裝置的正確順序是（將甲、乙、丙、丁、戊填入方框內(nèi)）：
水煤氣→

丙

→

戊

→

甲

→

乙

→

丁

（點燃尾氣）
（2）氣體經(jīng)過丙、丁、戊裝置時，都應從

長導管

進入，從

短導管

導出．（填“長導管”或“短導管”）
（3）各裝置的作用是：

①甲裝置

把CO氧化為CO₂，把H₂氧化為H₂O

．
②乙裝置

證明水的生成，進而證明水煤氣中含有H₂

．
③丙裝置

除去水煤氣中的CO₂氣體

．
④丁裝置

證明CO₂的生成，進而證明水煤氣中含有CO

．
⑤戊裝置

除去水煤氣中的水蒸氣

．

Answer 1

分析：（1）由于水煤氣中原來就混有CO₂和H₂O，所以必須先把它們除去，以排除干擾．除去CO₂的試液有NaOH溶液和Ca（OH）₂飽和溶液（石灰水），其中，NaOH易溶于水，溶液較濃，而Ca（OH）₂的溶解度很小，其飽和溶液仍是很稀的溶液，所以用NaOH溶液吸收CO₂，而用石灰水檢驗CO₂．吸收H₂O的試劑有濃H₂SO₄和無水CuSO₄，其中濃H₂SO₄的吸水性比無水CuSO₄強，所以用濃H₂SO₄吸收H₂O，而用無水CuSO₄檢驗H₂O．據(jù)此確定連接順序；
（2）氣體通過洗氣瓶時要長進短出；
（3）①CO、H₂通過時可分別生成二氧化碳和水；
②無水硫酸銅遇水變藍，可用來檢驗水的存在；
③氫氧化鈉溶液可吸二氧化碳；
④澄清石灰水可用來檢驗二氧化碳的生成；
⑤濃硫酸用作干燥劑，可用來吸收水分．

解答：解：1．（1）確定裝置順序：由于混合氣在通過NaOH溶液時會帶出少量水分，所以應先除去CO₂，再除去H₂O，然后使除去CO₂和H₂O后的氣體通過灼熱的CuO．反應后生成的混合氣體，先通過無水
CuSO₄驗證H₂O的生成，再通過澄清的石灰水驗證CO₂的生成．如果先通過石灰水，由于會帶出少量水分而干擾水的檢驗．所以裝置順序應為：丙、戊、甲、乙、�。�故答案為：丙戊甲乙丁
（2）連接各裝置時要注意，氣體通過洗氣瓶時應由長導管進入，短導管導出．故答案為：長導管、短導管；
（3）①CO、H₂通過時可分別生成二氧化碳和水，就是說，把CO氧化為CO₂，把H₂氧化為H₂O，以證明水煤氣中含有CO和H₂．故答案為：把CO氧化為CO₂，把H₂氧化為H₂O；
②無水硫酸銅遇水變藍，如果無水硫酸銅變藍，就說明有水生成，也就是說，水煤氣中含有H₂．故答案為：證明水的生成，進而證明水煤氣中含有H₂
③為排除水煤氣中原有的二氧化碳氣體，我們可選用丙裝置，其中的氫氧化鈉溶液可吸二氧化碳．故答案為：除去水煤氣中的CO₂氣體；
④澄清石灰水遇二氧化碳變渾濁，所以我們可以利用丁來驗證CO₂的生成，進而證明水煤氣中有CO．故答案為：證明CO₂的生成，進而證明水煤氣中含有CO；
⑤濃硫酸可吸收水分，我們可以用戊裝置吸收水煤氣中的水分，排除干擾．故答案為：除去水煤氣中的水蒸氣．

點評：根據(jù)題給裝置和CO、H₂的性質(zhì)，首先確定檢驗CO和H₂的方法，一般采用間接檢驗法；CO與CuO反應生成Cu和CO₂，H₂與CuO反應生成Cu和水；CO₂可使澄清石灰水變渾濁，H₂O可使無水CuSO₄變藍，根據(jù)這兩種現(xiàn)象可以證明CO₂和水的存在，也就間接證明CO和H₂的存在．