Question

同學(xué)們在用某硫酸溶液處理金屬廢料（主要是生鐵）時，觀察到溶液發(fā)燙并聞到刺激性氣味，這種反�，F(xiàn)象引起同學(xué)們的思考．從元素組成的角度分析，他們猜測氣體可能是SO₂、CO、CO₂、H₂中的一種或幾種．

（1）甲同學(xué)認(rèn)為廢氣中一定有SO₂，原因是______．
（2）為了確定該氣體的成分，同學(xué)們設(shè)計了一套合理的實驗裝置，如下圖所示（鐵架臺已略去）．請你從下列試劑中選擇藥品并結(jié)合實驗裝置完成實驗．
藥品：澄清石灰水，酸性高錳酸鉀溶液，無水硫酸銅（遇水變藍(lán)），堿石灰（吸收水和CO₂）． （藥品可重復(fù)選用，每一步均反應(yīng)充分）

（Ⅰ）B中盛放的試劑是______，A、B裝置不能互換，原因是：______．
（Ⅱ）若觀察到______現(xiàn)象，證明原氣體中有CO無H₂．寫出D中反應(yīng)的化學(xué)方程式______ 2Fe+3CO₂

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)SO₂有刺激性氣味的性質(zhì)分析廢氣中一定有SO₂的原因；
（2）（Ⅰ）根據(jù)SO₂、CO₂的性質(zhì)分析A、B中盛放的試劑以及裝置不能互換的原因；
（Ⅱ）根據(jù)CO、H₂都有還原性但反應(yīng)的產(chǎn)物不同分析氣體中有CO無H₂的現(xiàn)象，根據(jù)反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式；
（Ⅲ）根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知，氧化鐵還原為鐵，減少的質(zhì)量是氧元素的質(zhì)量，根據(jù)氧元素的質(zhì)量可求出氧化鐵的質(zhì)量，由此可判斷出原樣品的成分．
解答：解：（1）由于上述氣體中只有SO₂有刺激性氣味．所以，甲同學(xué)認(rèn)為廢氣中一定有SO₂；
（2）（Ⅰ）由于SO₂、CO₂都能使澄清的石灰水變渾濁，所以，裝置A中的加入的是酸性高錳酸鉀溶液，首先證明并除去除去可能存在的二氧化硫，然后在裝置B中加入澄清石灰水，根據(jù)澄清石灰水是否變渾濁，檢驗二氧化碳的存在．所以，B中盛放的試劑是澄清石灰水；A、B裝置不能互換的原因是：SO₂也能使澄清石灰水變渾濁，無法判斷是否含有CO₂；
（Ⅱ）通過D中的固體由紅變黑，說明有還原性的氣體存在；通過E中無水硫酸銅無明顯變化，說明無H₂；通過F中澄清石灰水變渾濁，說明了有CO．在D中反應(yīng)的化學(xué)方程式是：3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂；
（Ⅲ）由質(zhì)量守恒定律可知，樣品中減少的質(zhì)量是氧化鐵中氧元素的質(zhì)量，為：10g-7.6g=2.4g，則氧化鐵的質(zhì)量為：=8g，則鐵的質(zhì)量為：10g-8g=2g．
故答為：（1）上述氣體中只有SO₂有刺激性氣味；（2）（I）澄清石灰水；SO₂也能使澄清石灰水變渾濁，無法判斷是否含有CO₂；（II）D中的固體由紅變黑，E中無明顯變化，F(xiàn)中澄清石灰水變渾濁；3CO+Fe₂O₃ 2Fe+3CO₂；
（III）氧化鐵：8g  鐵：2g；
點評：本題屬于探究性實驗題，可以從題干給出的內(nèi)容，提取有用的信息，利用有用的信息分析歸納從而得出合理的答案．