6.“绿水青山就是金山银山!”在习总书记的号召下,绿色环保意识早就深入我们的生活。小组同学对某工厂排放的气体成分进行探究,猜想可能含有$\ce{CO_{2}}$、$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$、$\ce{H_{2}O}$这四种气体中的一种或几种,该小组的同学为了探究气体的组成,结合“气体检验—气体净化—气体转化—气体检验—尾气处理”的思维模型,设计了如下装置进行实验(夹持装置已省略)。
【实验操作】拉动注射器,让废气依次通过装置。
【实验分析】
(1)装置D体现的是上述思维模型中的
(2)能证明废气中有水蒸气存在的现象是
(3)小衢在探究废气组成的方案设计中提出:将下图B瓶中的澄清石灰水更换为氢氧化钠溶液,可实现废气中二氧化碳气体的完全吸收。你认为小衢的观点是否可行?请说出理由。
【反思评价】
(4)小柯根据D中的粉末由黑色变为红色,得出废气中存在一氧化碳。小溪认为该结论不够严密,若废气中存在氢气也会出现上述现象。为了检验氢气是否存在,还应在下图什么位置添加一个怎样的实验装置?

【实验操作】拉动注射器,让废气依次通过装置。
【实验分析】
(1)装置D体现的是上述思维模型中的
气体转化
。(2)能证明废气中有水蒸气存在的现象是
白色的无水硫酸铜固体变成蓝色
。(3)小衢在探究废气组成的方案设计中提出:将下图B瓶中的澄清石灰水更换为氢氧化钠溶液,可实现废气中二氧化碳气体的完全吸收。你认为小衢的观点是否可行?请说出理由。
不可行;二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,没有明显现象,不能验证废气中二氧化碳的存在(合理即可)
。【反思评价】
(4)小柯根据D中的粉末由黑色变为红色,得出废气中存在一氧化碳。小溪认为该结论不够严密,若废气中存在氢气也会出现上述现象。为了检验氢气是否存在,还应在下图什么位置添加一个怎样的实验装置?
在D、E之间增加一个A装置(合理即可)
。答案
6. (1) 气体转化 (2) 白色的无水硫酸铜固体变成蓝色 (3) 不可行;二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,没有明显现象,不能验证废气中二氧化碳的存在(合理即可) (4) 在D、E之间增加一个A装置(合理即可)
解析
【分析】
本题围绕废气成分探究,需结合气体检验的逻辑顺序分析各装置的作用:先检验水蒸气(避免后续装置带水干扰),再检验$\ce{CO_{2}}$,干燥气体后通过氧化铜将$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$转化为可检验的物质,最后检验转化产物。逐一分析问题:
(1)装置D中氧化铜与$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$反应,属于将待检验气体转化为可检测的物质,对应“气体转化”模型;
(2)检验水蒸气用无水硫酸铜,遇水会变蓝,对应装置A;
(3)B装置原作用是检验$\ce{CO_{2}}$,更换为氢氧化钠溶液后,反应无明显现象,无法验证$\ce{CO_{2}}$是否存在;
(4)$\ce{H_{2}}$还原氧化铜生成$\ce{H_{2}O}$,需在D、E之间添加无水硫酸铜装置,检验生成的水,排除$\ce{CO_{2}}$干扰以确定$\ce{H_{2}}$是否存在。
【解析】
(1)装置D中,$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$在加热条件下与氧化铜反应,转化为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$,符合“气体转化”的思维模型,故填气体转化;
(2)无水硫酸铜为白色固体,遇水蒸气会生成蓝色的五水硫酸铜,因此A装置中白色固体变蓝,证明废气中含有水蒸气;
(3)澄清石灰水的作用是检验$\ce{CO_{2}}$,若更换为氢氧化钠溶液,$\ce{CO_{2}}$与$\ce{NaOH}$反应生成碳酸钠和水,无明显实验现象,无法判断废气中是否存在$\ce{CO_{2}}$,因此小衢的观点不可行;
(4)$\ce{H_{2}}$还原氧化铜生成$\ce{H_{2}O}$,要检验$\ce{H_{2}}$,需在D装置(反应后)和E装置(检验$\ce{CO_{2}}$)之间添加盛有无水硫酸铜的装置,若该装置中白色固体变蓝,说明生成了水,证明废气中含有$\ce{H_{2}}$,因此应在D、E之间增加一个A装置。
【答案】
(1) 气体转化 (2) 白色的无水硫酸铜固体变成蓝色 (3) 不可行;二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,没有明显现象,不能验证废气中二氧化碳的存在(合理即可) (4) 在D、E之间增加一个A装置(合理即可)
【知识点】
气体的检验、化学实验装置的作用、碱的化学性质
【点评】
本题结合废气成分探究,考查常见气体的检验方法、实验装置的作用及实验方案的评价,需明确气体检验的顺序(先验水、再验$\ce{CO_{2}}$),避免后续装置对检验结果的干扰,难度中等。
【难度系数】
0.5
本题围绕废气成分探究,需结合气体检验的逻辑顺序分析各装置的作用:先检验水蒸气(避免后续装置带水干扰),再检验$\ce{CO_{2}}$,干燥气体后通过氧化铜将$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$转化为可检验的物质,最后检验转化产物。逐一分析问题:
(1)装置D中氧化铜与$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$反应,属于将待检验气体转化为可检测的物质,对应“气体转化”模型;
(2)检验水蒸气用无水硫酸铜,遇水会变蓝,对应装置A;
(3)B装置原作用是检验$\ce{CO_{2}}$,更换为氢氧化钠溶液后,反应无明显现象,无法验证$\ce{CO_{2}}$是否存在;
(4)$\ce{H_{2}}$还原氧化铜生成$\ce{H_{2}O}$,需在D、E之间添加无水硫酸铜装置,检验生成的水,排除$\ce{CO_{2}}$干扰以确定$\ce{H_{2}}$是否存在。
【解析】
(1)装置D中,$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$在加热条件下与氧化铜反应,转化为$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}O}$,符合“气体转化”的思维模型,故填气体转化;
(2)无水硫酸铜为白色固体,遇水蒸气会生成蓝色的五水硫酸铜,因此A装置中白色固体变蓝,证明废气中含有水蒸气;
(3)澄清石灰水的作用是检验$\ce{CO_{2}}$,若更换为氢氧化钠溶液,$\ce{CO_{2}}$与$\ce{NaOH}$反应生成碳酸钠和水,无明显实验现象,无法判断废气中是否存在$\ce{CO_{2}}$,因此小衢的观点不可行;
(4)$\ce{H_{2}}$还原氧化铜生成$\ce{H_{2}O}$,要检验$\ce{H_{2}}$,需在D装置(反应后)和E装置(检验$\ce{CO_{2}}$)之间添加盛有无水硫酸铜的装置,若该装置中白色固体变蓝,说明生成了水,证明废气中含有$\ce{H_{2}}$,因此应在D、E之间增加一个A装置。
【答案】
(1) 气体转化 (2) 白色的无水硫酸铜固体变成蓝色 (3) 不可行;二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水,没有明显现象,不能验证废气中二氧化碳的存在(合理即可) (4) 在D、E之间增加一个A装置(合理即可)
【知识点】
气体的检验、化学实验装置的作用、碱的化学性质
【点评】
本题结合废气成分探究,考查常见气体的检验方法、实验装置的作用及实验方案的评价,需明确气体检验的顺序(先验水、再验$\ce{CO_{2}}$),避免后续装置对检验结果的干扰,难度中等。
【难度系数】
0.5
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