Question

10．某無色氣體可能由CO和H₂中的一種或兩種組成，為了確定其成分，化學興趣小組的同學進行了以下探究．
【查閱資料】白色的無水硫酸銅遇水會變成藍色．
【實驗設計】

①如圖裝置A中盛放的液體名稱是石灰水．
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）．
【進行猜想】若裝置連接正確，有關無色氣體成分的猜想和對應的實驗現(xiàn)象如下表：

無色氣體的成分	對應的實驗現(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	無明顯現(xiàn)象	變紅
猜想二：有一氧化碳和氫氣	變渾濁	變藍
猜想三：只有H2	無變化	變藍

【實驗結論】進行實驗，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行實驗，充分反應至鐵的氧化物全部轉化為鐵，裝置C需做的一處改進是將酒精燈換成酒精噴燈．
【數(shù)據(jù)分析】假設上述實驗中每一步吸收都是完全的，若黑色粉末的質量為4.8g，反應后裝置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生成銅和二氧化碳，氫氣能與氧化銅反應生成銅和水，檢驗二氧化碳使用的是澄清的石灰水，檢驗水使用的是無水硫酸銅，根據(jù)一氧化碳與鐵的氧化物高溫反應設計實驗裝置，根據(jù)數(shù)據(jù)結合物質間的反應進行分析解答即可．

解答 解：【設計實驗】①檢驗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生成銅和二氧化碳，氫氣能與氧化銅反應生成銅和水，檢驗二氧化碳使用的是澄清的石灰水，檢驗水使用的是無水硫酸銅，需要先檢驗水的存在，再檢驗二氧化碳的存在，由于一氧化碳具有毒性，需要進行尾氣處理，故填：CBAD；
【進行猜想】若是A中澄清石灰水變渾濁，則說明含有一氧化碳，若是B中變藍，則說明含有氫氣；故填：

無色氣體的成分	對應的實驗現(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	無明顯現(xiàn)象	變紅
猜想二：有一氧化碳和氫氣	變渾濁	變藍
猜想三：只有H2	無變化	變藍

【拓展延伸】根據(jù)一氧化碳與鐵的氧化物高溫反應，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】因為是黑色粉末，肯定不含有氧化鐵；
反應后裝置A的增重為1.1g，裝置B的增重為0.9g，
設一氧化碳結合的氧元素的質量為x
CO₂--O
44         16
1.1g       x
$\frac{44}{16}=\frac{1.1g}{x}$   x=0.4g
設氫氣結合的氧元素的質量為y
H₂O--O
18         16
0.9g       y
$\frac{18}{16}=\frac{0.9g}{y}$  y=0.8g
故氧元素的質量一共為：0.4g+0.8g=1.2g
故鐵元素的質量為：4.8g-1.2g=3.6g
鐵元素與氧元素的質量比為：3.6g：1.2g=21：7
四氧化三鐵中鐵元素與氧元素的質量比為：（56×3）：（16×4）=21：8，
氧化亞鐵中鐵元素與氧元素的質量比為：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．

點評 本題考查的是常見物質成分的推斷，完成此題，可以依據(jù)物質的性質進行．