6.气体M可能由$\ce{H_{2}}$、$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$、$\ce{HCl}$四种气体混合而成,将M依次通过①氢氧化钠溶液,②灼热的氧化铜,③足量的浓硫酸(每步反应中气体均反应完全),最后还有气体导出,则M中一定含有(
A.$\ce{H_{2}}$
B.$\ce{CO}$
C.$\ce{CO_{2}}$
D.$\ce{HCl}$
B
)A.$\ce{H_{2}}$
B.$\ce{CO}$
C.$\ce{CO_{2}}$
D.$\ce{HCl}$
答案
6. B
解析
【分析】
要确定混合气体M的成分,需依次分析每一步试剂对气体的作用及反应产物:①氢氧化钠溶液可吸收酸性气体($\ce{CO_{2}}$、$\ce{HCl}$);②灼热氧化铜能与还原性气体($\ce{H_{2}}$、$\ce{CO}$)反应,分别生成$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CO_{2}}$;③浓硫酸可吸收水蒸气。最终有气体导出,说明第二步反应后生成了不被浓硫酸吸收的气体,结合反应产物反推原气体组成。
【解析】
1. 第一步通过氢氧化钠溶液:$\ce{CO_{2}}$、$\ce{HCl}$为酸性气体,会与$\ce{NaOH}$完全反应($\ce{CO_{2} + 2NaOH = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$、$\ce{HCl + NaOH = NaCl + H_{2}O}$),因此这两种气体被除去,剩余气体为$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO}$。
2. 第二步通过灼热氧化铜:$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO}$均具有还原性,与$\ce{CuO}$完全反应:$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{△} Cu + H_{2}O}$,$\ce{CO + CuO\xlongequal{△} Cu + CO_{2}}$,反应后生成$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CO_{2}}$。
3. 第三步通过足量浓硫酸:浓硫酸具有吸水性,会完全吸收水蒸气($\ce{H_{2}O}$)。若最终有气体导出,说明第二步反应后生成了不被浓硫酸吸收的气体,即$\ce{CO_{2}}$。而$\ce{CO_{2}}$只能由原气体中的$\ce{CO}$与$\ce{CuO}$反应生成,因此原气体中一定含有$\ce{CO}$。
【答案】
B
【知识点】
气体的除杂与转化;一氧化碳的还原性;氢气的还原性
【点评】
本题考查常见气体的化学性质及除杂原理,解题核心是明确每一步试剂的作用,通过反应产物的残留反推原气体成分,需学生具备清晰的逻辑推理能力,掌握$\ce{H_{2}}$、$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$、$\ce{HCl}$的性质差异,属于中等难度的气体推断题。
【难度系数】
0.6
要确定混合气体M的成分,需依次分析每一步试剂对气体的作用及反应产物:①氢氧化钠溶液可吸收酸性气体($\ce{CO_{2}}$、$\ce{HCl}$);②灼热氧化铜能与还原性气体($\ce{H_{2}}$、$\ce{CO}$)反应,分别生成$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CO_{2}}$;③浓硫酸可吸收水蒸气。最终有气体导出,说明第二步反应后生成了不被浓硫酸吸收的气体,结合反应产物反推原气体组成。
【解析】
1. 第一步通过氢氧化钠溶液:$\ce{CO_{2}}$、$\ce{HCl}$为酸性气体,会与$\ce{NaOH}$完全反应($\ce{CO_{2} + 2NaOH = Na_{2}CO_{3} + H_{2}O}$、$\ce{HCl + NaOH = NaCl + H_{2}O}$),因此这两种气体被除去,剩余气体为$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO}$。
2. 第二步通过灼热氧化铜:$\ce{H_{2}}$和$\ce{CO}$均具有还原性,与$\ce{CuO}$完全反应:$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{△} Cu + H_{2}O}$,$\ce{CO + CuO\xlongequal{△} Cu + CO_{2}}$,反应后生成$\ce{H_{2}O}$和$\ce{CO_{2}}$。
3. 第三步通过足量浓硫酸:浓硫酸具有吸水性,会完全吸收水蒸气($\ce{H_{2}O}$)。若最终有气体导出,说明第二步反应后生成了不被浓硫酸吸收的气体,即$\ce{CO_{2}}$。而$\ce{CO_{2}}$只能由原气体中的$\ce{CO}$与$\ce{CuO}$反应生成,因此原气体中一定含有$\ce{CO}$。
【答案】
B
【知识点】
气体的除杂与转化;一氧化碳的还原性;氢气的还原性
【点评】
本题考查常见气体的化学性质及除杂原理,解题核心是明确每一步试剂的作用,通过反应产物的残留反推原气体成分,需学生具备清晰的逻辑推理能力,掌握$\ce{H_{2}}$、$\ce{CO}$、$\ce{CO_{2}}$、$\ce{HCl}$的性质差异,属于中等难度的气体推断题。
【难度系数】
0.6
7.某气体可能由CO、H₂、水蒸气中的一种或几种组成。某小组同学利用图中装置探究其成分,已知无水硫酸铜遇水会变蓝色。

(1)甲装置中瓶内盛放的试剂是
(2)实验过程中观察到无水硫酸铜不变色,澄清石灰水变浑浊,则原气体中一定含有
(3)若同时甲装置中电子天平的示数增大,则该气体组成为:
(4)丙处放一个点燃的酒精灯,作用是
(1)甲装置中瓶内盛放的试剂是
浓硫酸
。(2)实验过程中观察到无水硫酸铜不变色,澄清石灰水变浑浊,则原气体中一定含有
CO
(填化学式),同时乙装置中固体粉末变红
色。(3)若同时甲装置中电子天平的示数增大,则该气体组成为:
CO、水蒸气
。(4)丙处放一个点燃的酒精灯,作用是
燃烧尾气中的CO,防止污染空气
。答案
7.(1) 浓硫酸
7.(2) CO 红
7.(3) CO、水蒸气
7.(4) 燃烧尾气中的CO,防止污染空气
7.(2) CO 红
7.(3) CO、水蒸气
7.(4) 燃烧尾气中的CO,防止污染空气
解析
【分析】
要探究由CO、H₂、水蒸气组成的混合气体成分,需明确各装置的作用及检验逻辑:
1. 甲装置在气体进入反应装置前,需除去水蒸气,避免干扰后续H₂的检验(H₂与CuO反应生成的水会使无水硫酸铜变蓝,若原气体含水蒸气会造成干扰),因此甲需用吸水性试剂;
2. 无水硫酸铜遇水变蓝,若不变色,说明反应后无水生成,原气体不含H₂;澄清石灰水变浑浊,说明反应后有CO₂生成,对应原气体含CO;CO还原黑色CuO生成红色Cu,因此乙装置固体颜色会变化;
3. 甲装置电子天平示数增大,说明吸收了水蒸气,可判断原气体含水蒸气;
4. 丙处酒精灯用于处理有毒的CO尾气,防止污染空气。
【解析】
(1) 甲装置的作用是干燥气体,除去水蒸气以避免干扰H₂的检验,浓硫酸具有吸水性,适合作为该装置的试剂,故填浓硫酸;
(2) 无水硫酸铜不变色,说明无H₂(无反应生成的水);澄清石灰水变浑浊,说明有CO₂生成,对应原气体含CO;CO还原黑色CuO为红色Cu,故乙装置固体变红色;
(3) 甲装置电子天平示数增大,说明吸收了原气体中的水蒸气,结合(2)中原气体含CO,因此气体组成为CO和水蒸气;
(4) 尾气中含有未反应的有毒CO,点燃可将其转化为无毒的CO₂,防止污染空气。
【答案】
(1) 浓硫酸
(2) CO;红
(3) CO、水蒸气
(4) 燃烧尾气中的CO,防止污染空气
【知识点】
常见气体的检验;浓硫酸的吸水性;一氧化碳的性质
【点评】
本题为气体成分探究实验题,重点考查气体检验的干扰排除、物质性质及尾气处理,需学生理清各装置的作用,逻辑清晰,是初中化学常见的实验题型。
【难度系数】
0.6
要探究由CO、H₂、水蒸气组成的混合气体成分,需明确各装置的作用及检验逻辑:
1. 甲装置在气体进入反应装置前,需除去水蒸气,避免干扰后续H₂的检验(H₂与CuO反应生成的水会使无水硫酸铜变蓝,若原气体含水蒸气会造成干扰),因此甲需用吸水性试剂;
2. 无水硫酸铜遇水变蓝,若不变色,说明反应后无水生成,原气体不含H₂;澄清石灰水变浑浊,说明反应后有CO₂生成,对应原气体含CO;CO还原黑色CuO生成红色Cu,因此乙装置固体颜色会变化;
3. 甲装置电子天平示数增大,说明吸收了水蒸气,可判断原气体含水蒸气;
4. 丙处酒精灯用于处理有毒的CO尾气,防止污染空气。
【解析】
(1) 甲装置的作用是干燥气体,除去水蒸气以避免干扰H₂的检验,浓硫酸具有吸水性,适合作为该装置的试剂,故填浓硫酸;
(2) 无水硫酸铜不变色,说明无H₂(无反应生成的水);澄清石灰水变浑浊,说明有CO₂生成,对应原气体含CO;CO还原黑色CuO为红色Cu,故乙装置固体变红色;
(3) 甲装置电子天平示数增大,说明吸收了原气体中的水蒸气,结合(2)中原气体含CO,因此气体组成为CO和水蒸气;
(4) 尾气中含有未反应的有毒CO,点燃可将其转化为无毒的CO₂,防止污染空气。
【答案】
(1) 浓硫酸
(2) CO;红
(3) CO、水蒸气
(4) 燃烧尾气中的CO,防止污染空气
【知识点】
常见气体的检验;浓硫酸的吸水性;一氧化碳的性质
【点评】
本题为气体成分探究实验题,重点考查气体检验的干扰排除、物质性质及尾气处理,需学生理清各装置的作用,逻辑清晰,是初中化学常见的实验题型。
【难度系数】
0.6
8.某学生利用下面的装置测定含杂质(杂质不参加反应)的氧化铜的质量分数,取样品10 g,得到以下两组数据:


请回答下列问题。
(1)为保证实验安全,在点燃酒精灯前需进行的一步实验步骤是
(2)用①组和②组的数据计算,得到的结果有很大差别,原因是
(3)要使两组数据计算得到的结果一样,应将D装置连接在上图中的
请回答下列问题。
(1)为保证实验安全,在点燃酒精灯前需进行的一步实验步骤是
先通入一会儿氢气,排尽装置内的空气
。(2)用①组和②组的数据计算,得到的结果有很大差别,原因是
A装置内的水进入U形管,使测量结果偏大
,应该选择①
组的实验数据来计算。根据你选择的组别计算出样品中氧化铜的质量分数为80%
。(3)要使两组数据计算得到的结果一样,应将D装置连接在上图中的
A、B装置中间
(用装置编号表示)位置,请在D装置上画出导管连接的方式,并写出D装置中液体的名称。答案
8.(1) 先通入一会儿氢气,排尽装置内的空气
8.(2) A装置内的水进入U形管,使测量结果偏大 ① 80%
8.(3) A、B装置中间,D装置如图
解析
【分析】
本题是利用氢气还原氧化铜的实验测定样品中氧化铜的质量分数,需结合实验安全要求、误差分析及化学计算解答:(1)氢气为可燃性气体,与空气混合加热易爆炸,需先排尽装置内空气;(2)实验通过测定生成水的质量计算CuO质量,需分析数据差异原因,选择准确数据计算;(3)需改进装置消除水的干扰,保证数据准确。
【解析】
(1)氢气是可燃性气体,若与空气混合,点燃时易发生爆炸,因此点燃酒精灯前,需先通入一会儿氢气,排尽装置内的空气,防止爆炸,保证实验安全。
(2)实验中生成的水应被浓硫酸完全吸收,若A装置内的水进入U形管,会导致测量的水的质量偏大,两组数据出现较大差别;应选择数据准确的①组计算。设样品中CuO的质量为x,反应方程式为$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + H_{2}O}$,由方程式可知CuO与$\ce{H_{2}O}$的质量比为80:18,结合①组数据(生成水的质量对应计算),解得x=8g,故样品中CuO的质量分数为$\frac{8g}{10g}×100\%=80\%$。
(3)要消除A装置内水进入U形管的误差,应在A、B装置中间连接D装置,D中盛放浓硫酸(用于干燥气体,防止水进入U形管),导管连接方式为长进短出,如图
所示。
【答案】
(1) 先通入一会儿氢气,排尽装置内的空气
(2) A装置内的水进入U形管,使测量结果偏大;①;80%
(3) A、B装置中间;
;浓硫酸
【知识点】
氢气还原氧化铜、化学方程式计算、气体干燥
【点评】
本题综合考查氢气还原氧化铜的实验操作、误差分析及化学计算,是化学实验与计算结合的典型题目,需学生掌握实验安全要点、误差成因及计算方法。
【难度系数】
0.5
本题是利用氢气还原氧化铜的实验测定样品中氧化铜的质量分数,需结合实验安全要求、误差分析及化学计算解答:(1)氢气为可燃性气体,与空气混合加热易爆炸,需先排尽装置内空气;(2)实验通过测定生成水的质量计算CuO质量,需分析数据差异原因,选择准确数据计算;(3)需改进装置消除水的干扰,保证数据准确。
【解析】
(1)氢气是可燃性气体,若与空气混合,点燃时易发生爆炸,因此点燃酒精灯前,需先通入一会儿氢气,排尽装置内的空气,防止爆炸,保证实验安全。
(2)实验中生成的水应被浓硫酸完全吸收,若A装置内的水进入U形管,会导致测量的水的质量偏大,两组数据出现较大差别;应选择数据准确的①组计算。设样品中CuO的质量为x,反应方程式为$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + H_{2}O}$,由方程式可知CuO与$\ce{H_{2}O}$的质量比为80:18,结合①组数据(生成水的质量对应计算),解得x=8g,故样品中CuO的质量分数为$\frac{8g}{10g}×100\%=80\%$。
(3)要消除A装置内水进入U形管的误差,应在A、B装置中间连接D装置,D中盛放浓硫酸(用于干燥气体,防止水进入U形管),导管连接方式为长进短出,如图
【答案】
(1) 先通入一会儿氢气,排尽装置内的空气
(2) A装置内的水进入U形管,使测量结果偏大;①;80%
(3) A、B装置中间;
【知识点】
氢气还原氧化铜、化学方程式计算、气体干燥
【点评】
本题综合考查氢气还原氧化铜的实验操作、误差分析及化学计算,是化学实验与计算结合的典型题目,需学生掌握实验安全要点、误差成因及计算方法。
【难度系数】
0.5
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