Question

15．為了節(jié)約化石能源，改善環(huán)境和空氣質量，工業(yè)上常用水蒸氣與熾熱的碳反應制取水煤氣作氣體燃料．某小組的學生對水煤氣的成分進行了如下實驗探究．回答下列問題：
【實驗猜想】運用質量守恒定律對“碳+水$\stackrel{高溫}{→}$水煤氣”反應的生成物質，進行如下假設：
①含二氧化碳氣體．
②含有氫氣．
③還可能含有CO氣體．
【資料信息】
①C、CO、H₂都均有可燃性和還原性（還原性--使金屬氧化物失去氧元素變成單質金屬）．
②C、CO、H₂它們都不能與澄清石灰水發(fā)生化學反應．
③白色無水CuSO₄是一種白色固體用于干燥氣體或檢查是否有水的存在，遇水變成藍色固體．
【實驗過程】
（1）將水煤氣通入導管后，觀察到A處澄清石灰水沒有變化，說明實驗猜想①不成立．
（2）實驗中可觀察到C處由黑色變成光亮的紅色，同時，D裝置中的白色固體變成藍色，說明實驗猜想②成立．
（3）實驗中還觀察到E裝置中澄清石灰水變渾濁，說明水煤氣中含有CO氣體；E中發(fā)生的化學反應方程式CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（4）根據實驗（2）和（3）的實驗結論，在裝置F處可觀察到產生藍色火焰．
（5）寫出制取水煤氣的化學反應方程式C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂．

Answer 1

分析 實驗假設】根據可燃性氣體是一氧化碳，也可能是氫氣，也可能是一氧化碳和氫氣的混合氣進行分析；
【實驗過程】
（1）根據二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁解答；
（2）根據無水硫酸銅變藍色，說明有水產生；
（3）根據石灰水變渾濁，說明有二氧化碳產生進行分析；
（4）根據一氧化碳具有可燃性解答；
（5）根據質量守恒定律可以書寫化學方程式．

解答 解：【實驗假設】①可燃氣體是CO；②可燃氣體是H₂；③可燃氣體是CO；
【實驗過程】
（1）將水煤氣通入導管后，觀察到A處澄清石灰水沒有變化，說明水煤氣中無二氧化碳，實驗猜想①不成立．
（2）實驗中，發(fā)現黑色氧化銅變紅，且無水硫酸銅變藍色，證明水煤氣含有H₂，說明實驗猜想②成立；
（3）實驗中還觀察到E裝置中澄清石灰水變渾濁，說明水煤氣中含有水煤氣含有另一可燃氣體為一氧化碳；石灰水中的溶質是氫氧化鈣，能與二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（4）一氧化碳具有可燃性，根據實驗（2）和（3）的實驗結論，在裝置F處可觀察到產生藍色火焰．
（5）根據信息可知，制取水煤氣是焦炭和水蒸氣在高溫條件下生成一氧化碳和氫氣，化學方程式為C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂
故答案為：【實驗假設】③CO；
【實驗過程】
（1）①；
（2）②；
（3）CO；CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（4）藍色火焰；
（5）C+H₂O$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$CO+H₂

點評 化學實驗現象是化學實驗最突出、最鮮明的部分，也是進行分析推理得出結論的依據，掌握物質的性質和相互之間的反應關系，并有助于提高觀察、實驗能力．所以，對化學實驗不僅要認真觀察，還應掌握觀察實驗現象的方法．