Question

10．某無(wú)色氣體可能由CO和H₂中的一種或兩種組成，為了確定其成分，化學(xué)興趣小組的同學(xué)進(jìn)行了以下探究．
【查閱資料】白色的無(wú)水硫酸銅遇水會(huì)變成藍(lán)色．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】

①如圖裝置A中盛放的液體名稱(chēng)是石灰水．
②如圖裝置的正確連接順序是：CBAD（填字母，且每套裝置限用一次）．
【進(jìn)行猜想】若裝置連接正確，有關(guān)無(wú)色氣體成分的猜想和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象如下表：

無(wú)色氣體的成分	對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	裝置A中的液體	裝置B中的固體	裝置C中的固體
猜想一：只有CO	變渾濁	無(wú)明顯現(xiàn)象	變紅
猜想二：有一氧化碳和氫氣	變渾濁	變藍(lán)
猜想三：只有H2	無(wú)變化	變藍(lán)

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，證明猜想二正確．
【拓展延伸】鐵元素可以形成三種氧化物，分別是Fe₂O₃、Fe₃O₄ 和FeO（黑色）．將CuO換為某黑色粉末（可能由一種或幾種鐵的氧化物組成），仍用如圖裝置按原連接順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，充分反應(yīng)至鐵的氧化物全部轉(zhuǎn)化為鐵，裝置C需做的一處改進(jìn)是將酒精燈換成酒精噴燈．
【數(shù)據(jù)分析】假設(shè)上述實(shí)驗(yàn)中每一步吸收都是完全的，若黑色粉末的質(zhì)量為4.8g，反應(yīng)后裝置A的增重為1.1g，裝置B的增重為0.9g，則黑色粉末的成分是四氧化三鐵與氧化亞鐵的混合物．

Answer 1

分析 根據(jù)一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，氫氣能與氧化銅反應(yīng)生成銅和水，檢驗(yàn)二氧化碳使用的是澄清的石灰水，檢驗(yàn)水使用的是無(wú)水硫酸銅，根據(jù)一氧化碳與鐵的氧化物高溫反應(yīng)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置，根據(jù)數(shù)據(jù)結(jié)合物質(zhì)間的反應(yīng)進(jìn)行分析解答即可．

解答 解：【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】①檢驗(yàn)二氧化碳使用的是澄清的石灰水，故填：石灰水；
②一氧化碳能與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，氫氣能與氧化銅反應(yīng)生成銅和水，檢驗(yàn)二氧化碳使用的是澄清的石灰水，檢驗(yàn)水使用的是無(wú)水硫酸銅，需要先檢驗(yàn)水的存在，再檢驗(yàn)二氧化碳的存在，由于一氧化碳具有毒性，需要進(jìn)行尾氣處理，故填：CBAD；
【進(jìn)行猜想】若是A中澄清石灰水變渾濁，則說(shuō)明含有一氧化碳，若是B中變藍(lán)，則說(shuō)明含有氫氣；故填：

無(wú)色氣體的成分	對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
	裝置A中的液體	裝置B中的固體	裝置C中的固體
猜想一：只有CO	變渾濁	無(wú)明顯現(xiàn)象	變紅
猜想二：有一氧化碳和氫氣	變渾濁	變藍(lán)
猜想三：只有H2	無(wú)變化	變藍(lán)

【拓展延伸】根據(jù)一氧化碳與鐵的氧化物高溫反應(yīng)，故將酒精燈換成酒精噴燈，故填：將酒精燈換成酒精噴燈；
【數(shù)據(jù)分析】因?yàn)槭呛谏�粉末，肯定不含有氧化鐵；
反應(yīng)后裝置A的增重為1.1g，裝置B的增重為0.9g，
設(shè)一氧化碳結(jié)合的氧元素的質(zhì)量為x
CO₂--O
44         16
1.1g       x
$\frac{44}{16}=\frac{1.1g}{x}$   x=0.4g
設(shè)氫氣結(jié)合的氧元素的質(zhì)量為y
H₂O--O
18         16
0.9g       y
$\frac{18}{16}=\frac{0.9g}{y}$  y=0.8g
故氧元素的質(zhì)量一共為：0.4g+0.8g=1.2g
故鐵元素的質(zhì)量為：4.8g-1.2g=3.6g
鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為：3.6g：1.2g=21：7
四氧化三鐵中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為：（56×3）：（16×4）=21：8，
氧化亞鐵中鐵元素與氧元素的質(zhì)量比為：56：16=21：6
故該黑色粉末是四氧化三鐵與氧化亞鐵的混合物，故填：四氧化三鐵與氧化亞鐵的混合物．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是常見(jiàn)物質(zhì)成分的推斷，完成此題，可以依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行．