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2. 某无色气体可能含有$\ce{CO_{2}}$、$\ce{CO}$、$\ce{H_{2}}$中的一种或几种，依次进行以下实验（假设每步反应均完全进行）：①通过赤热的炭层后，恢复到原状态，气体体积增大；②通过灼热的$\ce{CuO}$时，固体变成红色；③通过白色$\ce{CuSO_{4}}$粉末时无明显现象（已知：白色$\ce{CuSO_{4}}$粉末遇水变蓝）；④通入澄清石灰水中，澄清石灰水变浑浊。下列判断正确的是 （
A.原混合气体中一定含有$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$，一定没有$\ce{H_{2}}$
B.原混合气体中一定没有$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$，一定含有$\ce{CO}$
C.原混合气体中一定含有$\ce{CO_{2}}$，可能含有$\ce{CO}$，一定没有$\ce{H_{2}}$
D.无法确定原混合气体中是否含有$\ce{CO_{2}}$
C
）A.原混合气体中一定含有$\ce{CO_{2}}$和$\ce{CO}$，一定没有$\ce{H_{2}}$
B.原混合气体中一定没有$\ce{CO_{2}}$和$\ce{H_{2}}$，一定含有$\ce{CO}$
C.原混合气体中一定含有$\ce{CO_{2}}$，可能含有$\ce{CO}$，一定没有$\ce{H_{2}}$
D.无法确定原混合气体中是否含有$\ce{CO_{2}}$
答案
2. C
解析
【分析】
要推断混合气体的成分，需结合每步实验的现象和对应反应的性质逐步推导：
1. 实验①：气体通过赤热炭层后体积增大，只有CO₂与赤热炭反应（CO₂ + C$\stackrel{高温}{=}$2CO），1体积CO₂生成2体积CO，气体体积增大，说明原气体一定含CO₂；
2. 实验②：灼热CuO固体变红，说明存在还原性气体（CO或H₂，二者均可还原CuO）；
3. 实验③：白色CuSO₄粉末无明显现象，说明无水生成，而H₂还原CuO会生成H₂O（H₂ + CuO$\stackrel{△}{=}$Cu + H₂O），因此原气体一定不含H₂；
4. 实验④：澄清石灰水变浑浊，说明有CO₂，该CO₂可能是原气体中剩余的，也可能是CO还原CuO生成的（CO + CuO$\stackrel{△}{=}$Cu + CO₂），因此原气体可能含CO。
综上，原混合气体一定含CO₂，一定不含H₂，可能含CO，对应选项C。
【解析】
解：逐一分析实验现象：
①通过赤热炭层，气体体积增大：CO₂与C高温反应生成CO，反应后气体体积增大，说明原气体中一定含有CO₂；
②通过灼热CuO，固体变红：说明气体具有还原性，可能为CO或H₂；
③通过白色CuSO₄粉末无明显现象：CuSO₄遇水变蓝，说明反应无水生成，因此原气体一定不含H₂；
④通入澄清石灰水变浑浊：说明有CO₂，该CO₂可能来自原气体或CO还原CuO的产物，因此原气体中可能含有CO。
综上，原混合气体一定含CO₂，一定不含H₂，可能含CO，故答案为C。
【答案】
C
【知识点】
常见气体的检验、碳的化学性质、一氧化碳与氢气的还原性
【点评】
本题为气体推断题，需熟练掌握CO₂、CO、H₂的性质及对应实验现象，结合每步反应的产物和现象逐步推导，关键在于分析各实验中气体的来源，避免误判。
【难度系数】
0.6
要推断混合气体的成分，需结合每步实验的现象和对应反应的性质逐步推导：
1. 实验①：气体通过赤热炭层后体积增大，只有CO₂与赤热炭反应（CO₂ + C$\stackrel{高温}{=}$2CO），1体积CO₂生成2体积CO，气体体积增大，说明原气体一定含CO₂；
2. 实验②：灼热CuO固体变红，说明存在还原性气体（CO或H₂，二者均可还原CuO）；
3. 实验③：白色CuSO₄粉末无明显现象，说明无水生成，而H₂还原CuO会生成H₂O（H₂ + CuO$\stackrel{△}{=}$Cu + H₂O），因此原气体一定不含H₂；
4. 实验④：澄清石灰水变浑浊，说明有CO₂，该CO₂可能是原气体中剩余的，也可能是CO还原CuO生成的（CO + CuO$\stackrel{△}{=}$Cu + CO₂），因此原气体可能含CO。
综上，原混合气体一定含CO₂，一定不含H₂，可能含CO，对应选项C。
【解析】
解：逐一分析实验现象：
①通过赤热炭层，气体体积增大：CO₂与C高温反应生成CO，反应后气体体积增大，说明原气体中一定含有CO₂；
②通过灼热CuO，固体变红：说明气体具有还原性，可能为CO或H₂；
③通过白色CuSO₄粉末无明显现象：CuSO₄遇水变蓝，说明反应无水生成，因此原气体一定不含H₂；
④通入澄清石灰水变浑浊：说明有CO₂，该CO₂可能来自原气体或CO还原CuO的产物，因此原气体中可能含有CO。
综上，原混合气体一定含CO₂，一定不含H₂，可能含CO，故答案为C。
【答案】
C
【知识点】
常见气体的检验、碳的化学性质、一氧化碳与氢气的还原性
【点评】
本题为气体推断题，需熟练掌握CO₂、CO、H₂的性质及对应实验现象，结合每步反应的产物和现象逐步推导，关键在于分析各实验中气体的来源，避免误判。
【难度系数】
0.6
3. 已知草酸钙($\ce{CaC_{2}O_{4}}$)加热易分解：$\ce{CaC_{2}O_{4}\xlongequal{\Delta}CaO + CO\uparrow + CO_{2}\uparrow}$。为验证分解产物中既有$\ce{CO}$又有$\ce{CO_{2}}$，小明设计如图所示实验装置。回答下列问题。
(1)装置 B 中的实验现象是________；写出装置 D 中发生反应的化学方程式：______。
(2)$\ce{CuO}$中铜元素化合价为________。
(3)小华认为在装置 D 后再增加一个装置 B 才能验证$\ce{CO}$的存在。小明认为不需要增加就可验证，小明的理由是________。
(4)从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是________。
(1)装置 B 中的实验现象是________；写出装置 D 中发生反应的化学方程式：______。
(2)$\ce{CuO}$中铜元素化合价为________。
(3)小华认为在装置 D 后再增加一个装置 B 才能验证$\ce{CO}$的存在。小明认为不需要增加就可验证，小明的理由是________。
(4)从环保的角度考虑，该实验装置的不足之处是________。
答案
3. (1)澄清石灰水变浑浊；$\ce{CuO + CO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$
(2)+2
(3)根据装置 D 玻璃管中黑色固体变成红色的现象即可证明 CO 的存在
(4)缺少尾气处理装置
(2)+2
(3)根据装置 D 玻璃管中黑色固体变成红色的现象即可证明 CO 的存在
(4)缺少尾气处理装置
解析
【分析】
本题围绕草酸钙分解产物的验证展开，需明确各装置的作用：装置A中草酸钙分解生成$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$；装置B的澄清石灰水用于检验$\ce{CO_{2}}$；装置C的浓硫酸用于干燥气体，除去水蒸气；装置D中$\ce{CuO}$用于与$\ce{CO}$反应，验证$\ce{CO}$的存在。针对各小问，结合物质的性质、化合价规则、实验现象分析即可。
【解析】
(1) 草酸钙分解产生的$\ce{CO_{2}}$进入装置B，与澄清石灰水中的$\ce{Ca(OH)_{2}}$反应生成$\ce{CaCO_{3}}$白色沉淀，因此装置B的现象是澄清石灰水变浑浊；装置D中，$\ce{CO}$在加热条件下还原$\ce{CuO}$，生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$，反应的化学方程式为$\ce{CuO + CO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$。
(2) 在化合物$\ce{CuO}$中，氧元素化合价为$-2$价，设铜元素化合价为$x$，根据化合物中正负化合价代数和为0，可得$x + (-2)=0$，解得$x=+2$，即$\ce{CuO}$中铜元素化合价为$+2$。
(3) $\ce{CO}$具有还原性，能在加热时将黑色的$\ce{CuO}$还原为红色的$\ce{Cu}$，因此只要观察到装置D中黑色固体变为红色，就可证明分解产物中存在$\ce{CO}$，无需在D后增加装置B。
(4) $\ce{CO}$是有毒气体，该实验装置未对未反应的$\ce{CO}$进行尾气处理，会导致$\ce{CO}$排放到空气中污染环境，因此从环保角度看，装置的不足之处是缺少尾气处理装置。
【答案】
(1) 澄清石灰水变浑浊；$\ce{CuO + CO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$
(2) $+2$
(3) 根据装置D玻璃管中黑色固体变成红色的现象即可证明$\ce{CO}$的存在
(4) 缺少尾气处理装置
【知识点】
二氧化碳的检验、一氧化碳的性质、化合价计算、实验装置评价
【点评】
本题综合考查了气体检验、化学方程式书写、化合价计算及实验装置的分析评价，需掌握$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$的性质差异，明确各装置的作用，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
本题围绕草酸钙分解产物的验证展开，需明确各装置的作用：装置A中草酸钙分解生成$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$；装置B的澄清石灰水用于检验$\ce{CO_{2}}$；装置C的浓硫酸用于干燥气体，除去水蒸气；装置D中$\ce{CuO}$用于与$\ce{CO}$反应，验证$\ce{CO}$的存在。针对各小问，结合物质的性质、化合价规则、实验现象分析即可。
【解析】
(1) 草酸钙分解产生的$\ce{CO_{2}}$进入装置B，与澄清石灰水中的$\ce{Ca(OH)_{2}}$反应生成$\ce{CaCO_{3}}$白色沉淀，因此装置B的现象是澄清石灰水变浑浊；装置D中，$\ce{CO}$在加热条件下还原$\ce{CuO}$，生成$\ce{Cu}$和$\ce{CO_{2}}$，反应的化学方程式为$\ce{CuO + CO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$。
(2) 在化合物$\ce{CuO}$中，氧元素化合价为$-2$价，设铜元素化合价为$x$，根据化合物中正负化合价代数和为0，可得$x + (-2)=0$，解得$x=+2$，即$\ce{CuO}$中铜元素化合价为$+2$。
(3) $\ce{CO}$具有还原性，能在加热时将黑色的$\ce{CuO}$还原为红色的$\ce{Cu}$，因此只要观察到装置D中黑色固体变为红色，就可证明分解产物中存在$\ce{CO}$，无需在D后增加装置B。
(4) $\ce{CO}$是有毒气体，该实验装置未对未反应的$\ce{CO}$进行尾气处理，会导致$\ce{CO}$排放到空气中污染环境，因此从环保角度看，装置的不足之处是缺少尾气处理装置。
【答案】
(1) 澄清石灰水变浑浊；$\ce{CuO + CO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_{2}}$
(2) $+2$
(3) 根据装置D玻璃管中黑色固体变成红色的现象即可证明$\ce{CO}$的存在
(4) 缺少尾气处理装置
【知识点】
二氧化碳的检验、一氧化碳的性质、化合价计算、实验装置评价
【点评】
本题综合考查了气体检验、化学方程式书写、化合价计算及实验装置的分析评价，需掌握$\ce{CO}$和$\ce{CO_{2}}$的性质差异，明确各装置的作用，整体难度适中。
【难度系数】
0.5
4. 某气体可能含有氢气、一氧化碳、二氧化碳、水蒸气中的一种或几种。某兴趣小组利用下图所示的实验装置设计实验，探究气体的成分。请用符合题目要求的装置序号填空（装置可以重复使用，除杂试剂均足量）。
已知:①氢氧化钠溶液可以吸收$\ce{CO_{2}}$；②浓硫酸具有吸水性，可用于干燥某些气体；③无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色。
(1)若检验该气体中是否含有水蒸气，可将气体通过装置
(2)若检验该气体中是否含有氢气，可将气体依次通过装置
(3)将气体依次通过装置
(4)若检验该气体中是否含有一氧化碳，可将气体依次通过装置
(5)将气体依次通过装置
已知:①氢氧化钠溶液可以吸收$\ce{CO_{2}}$；②浓硫酸具有吸水性，可用于干燥某些气体；③无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色。
(1)若检验该气体中是否含有水蒸气，可将气体通过装置
④
。(2)若检验该气体中是否含有氢气，可将气体依次通过装置
③⑤④
。(3)将气体依次通过装置
①②
，可检验并除去该气体中的二氧化碳。(4)若检验该气体中是否含有一氧化碳，可将气体依次通过装置
②⑤①
。(5)将气体依次通过装置
④①②③⑤④①
，可一次性确定该气体的成分。答案
4. (1)④
(2)③⑤④
(3)①②
(4)②⑤①
(5)④①②③⑤④①
(2)③⑤④
(3)①②
(4)②⑤①
(5)④①②③⑤④①
解析
【分析】
要解决本题，需结合各气体的检验原理、装置作用，明确实验顺序的核心原则：先检验水蒸气（后续通过水溶液会引入水蒸气，干扰原气体中水的检验），再检验二氧化碳，除尽二氧化碳后干燥气体，最后通过还原氧化铜检验氢气和一氧化碳，且检验还原产物时先验水再验二氧化碳。据此逐一分析各问题的装置选择：
1. 检验水蒸气：利用无水硫酸铜遇水变蓝的特性，直接用装置④。
2. 检验氢气：需先除原气体中的水蒸气（避免干扰后续生成水的检验），再通过灼热氧化铜，最后检验生成的水，对应装置顺序。
3. 检验并除去二氧化碳：用澄清石灰水检验CO₂，再用氢氧化钠溶液除尽CO₂，避免干扰后续实验。
4. 检验一氧化碳：需先除原气体中的CO₂，再通过灼热氧化铜，最后检验生成的CO₂，对应装置顺序。
5. 一次性确定成分：按“验水蒸气→验CO₂→除CO₂→干燥→还原→验生成水→验生成CO₂”的顺序，避免干扰。
【解析】
(1) 无水硫酸铜遇水变蓝色，可检验水蒸气，因此选装置④。
(2) 检验氢气时，先通过浓硫酸（③）除去原气体中的水蒸气，防止干扰后续生成水的检验；再通过灼热氧化铜（⑤），氢气与氧化铜反应：$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + H_{2}O}$；最后用无水硫酸铜（④）检验生成的水，证明氢气存在，故顺序为③⑤④。
(3) 检验二氧化碳用澄清石灰水（①），若澄清石灰水变浑浊则含CO₂；再用氢氧化钠溶液（②）吸收除去CO₂，防止其干扰后续实验，故顺序为①②。
(4) 检验一氧化碳时，先通过氢氧化钠溶液（②）除去原气体中的CO₂，避免干扰生成CO₂的检验；再通过灼热氧化铜（⑤），一氧化碳与氧化铜反应：$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$；最后用澄清石灰水（①）检验生成的CO₂，证明CO存在，故顺序为②⑤①。
(5) 一次性确定成分：先通过无水硫酸铜（④）检验原水蒸气；再通过澄清石灰水（①）检验原CO₂；接着通过氢氧化钠溶液（②）除尽原CO₂；再通过浓硫酸（③）干燥气体；然后通过灼热氧化铜（⑤），使H₂、CO反应；之后通过无水硫酸铜（④）检验生成的水，证明H₂存在；最后通过澄清石灰水（①）检验生成的CO₂，证明CO存在，故顺序为④①②③⑤④①。
【答案】
(1) ④
(2) ③⑤④
(3) ①②
(4) ②⑤①
(5) ④①②③⑤④①
【知识点】
气体的检验、气体的除杂、常见气体的性质
【点评】
本题围绕常见气体的检验与除杂展开，核心是明确实验顺序的逻辑（避免后续步骤对前面气体检验的干扰），是化学实验探究的基础题型，需学生熟练掌握各装置的作用及气体反应的特征。
【难度系数】
0.3
要解决本题，需结合各气体的检验原理、装置作用，明确实验顺序的核心原则：先检验水蒸气（后续通过水溶液会引入水蒸气，干扰原气体中水的检验），再检验二氧化碳，除尽二氧化碳后干燥气体，最后通过还原氧化铜检验氢气和一氧化碳，且检验还原产物时先验水再验二氧化碳。据此逐一分析各问题的装置选择：
1. 检验水蒸气：利用无水硫酸铜遇水变蓝的特性，直接用装置④。
2. 检验氢气：需先除原气体中的水蒸气（避免干扰后续生成水的检验），再通过灼热氧化铜，最后检验生成的水，对应装置顺序。
3. 检验并除去二氧化碳：用澄清石灰水检验CO₂，再用氢氧化钠溶液除尽CO₂，避免干扰后续实验。
4. 检验一氧化碳：需先除原气体中的CO₂，再通过灼热氧化铜，最后检验生成的CO₂，对应装置顺序。
5. 一次性确定成分：按“验水蒸气→验CO₂→除CO₂→干燥→还原→验生成水→验生成CO₂”的顺序，避免干扰。
【解析】
(1) 无水硫酸铜遇水变蓝色，可检验水蒸气，因此选装置④。
(2) 检验氢气时，先通过浓硫酸（③）除去原气体中的水蒸气，防止干扰后续生成水的检验；再通过灼热氧化铜（⑤），氢气与氧化铜反应：$\ce{H_{2} + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + H_{2}O}$；最后用无水硫酸铜（④）检验生成的水，证明氢气存在，故顺序为③⑤④。
(3) 检验二氧化碳用澄清石灰水（①），若澄清石灰水变浑浊则含CO₂；再用氢氧化钠溶液（②）吸收除去CO₂，防止其干扰后续实验，故顺序为①②。
(4) 检验一氧化碳时，先通过氢氧化钠溶液（②）除去原气体中的CO₂，避免干扰生成CO₂的检验；再通过灼热氧化铜（⑤），一氧化碳与氧化铜反应：$\ce{CO + CuO\xlongequal{\Delta} Cu + CO_{2}}$；最后用澄清石灰水（①）检验生成的CO₂，证明CO存在，故顺序为②⑤①。
(5) 一次性确定成分：先通过无水硫酸铜（④）检验原水蒸气；再通过澄清石灰水（①）检验原CO₂；接着通过氢氧化钠溶液（②）除尽原CO₂；再通过浓硫酸（③）干燥气体；然后通过灼热氧化铜（⑤），使H₂、CO反应；之后通过无水硫酸铜（④）检验生成的水，证明H₂存在；最后通过澄清石灰水（①）检验生成的CO₂，证明CO存在，故顺序为④①②③⑤④①。
【答案】
(1) ④
(2) ③⑤④
(3) ①②
(4) ②⑤①
(5) ④①②③⑤④①
【知识点】
气体的检验、气体的除杂、常见气体的性质
【点评】
本题围绕常见气体的检验与除杂展开，核心是明确实验顺序的逻辑（避免后续步骤对前面气体检验的干扰），是化学实验探究的基础题型，需学生熟练掌握各装置的作用及气体反应的特征。
【难度系数】
0.3
