Question

2．在農(nóng)村，每年冬季因燃煤取暖而造成的煤氣中毒的事故屢見不鮮．某中學(xué)化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組的同學(xué)決定對(duì)家庭使用煤爐取暖產(chǎn)生的尾氣成分進(jìn)行探究．他們根據(jù)碳的化學(xué)性質(zhì)猜測：尾氣的主要成分可能為CO和CO₂，在收集尾氣后，利用如圖所示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答：
（1）為證明煤爐尾氣中有二氧化碳，他們應(yīng)先將收集到的尾氣通過裝置C（填序號(hào)）．
（2）為確定煤爐尾氣中是否含有一氧化碳，將尾氣通入裝置D前，應(yīng)先將氣體依次通過裝置B、A（填序號(hào)），目的是吸收二氧化碳、除去氣體中的水蒸氣．
（3）實(shí)驗(yàn)中要兩次用到裝置C（填序號(hào)），它們的作用分別是第一次是驗(yàn)證尾氣中含有CO₂、第二次是驗(yàn)證CO還原CuO后有CO₂生成，以此證明尾氣中含有CO．
（4）實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，應(yīng)先通入煤爐尾氣再加熱（填“先加熱再通入煤爐尾氣”或“先通入煤爐尾氣再加熱”），目的是防止爆炸．
（5）實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，玻璃管中出現(xiàn)的現(xiàn)象為黑色固態(tài)變?yōu)榧t色，反應(yīng)方程式為CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂．
（6）經(jīng)過實(shí)驗(yàn)探究，他們證實(shí)了自己的猜測．據(jù)此，你對(duì)家庭燃煤取暖有哪些建議？室內(nèi)用燃煤取暖時(shí)要注意保持通風(fēng)
（7）除CO外，還有哪些物質(zhì)可以還原Fe₂O₃H₂（請(qǐng)寫一物質(zhì)的化學(xué)式）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁分析；
（2）根據(jù)二氧化碳能和氫氧化鈉反應(yīng)以及一氧化碳有毒進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)二氧化碳與石灰水反應(yīng)有白色沉淀生成，兩次都是驗(yàn)證二氧化碳的存在；
（4）煤爐尾氣具有可燃性，加熱其與空氣的混合物容易發(fā)生爆炸，要先通氣體將其中的空氣排凈，再加熱；
（5）根據(jù)一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳考慮反應(yīng)現(xiàn)象；
（6）煤氣中毒主要是由于燃燒不充分產(chǎn)生的；
（7）根據(jù)三大還原劑考慮本題．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)給定的實(shí)驗(yàn)要求是檢驗(yàn)尾氣中含有一氧化碳和二氧化碳，檢驗(yàn)二氧化碳需要用澄清的石灰水；
（2）檢驗(yàn)一氧化碳需要將一氧化碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳后檢驗(yàn)（也可以借助氧化銅變紅來分析，因?yàn)槎�氧化碳不具有還原氧化銅的性質(zhì)）．所以檢驗(yàn)二氧化碳在前，且要檢驗(yàn)一氧化碳，需要將在二氧化碳檢驗(yàn)后吸收掉，這樣才能檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化和檢驗(yàn)一氧化碳．檢驗(yàn)二氧化碳用澄清石灰水，吸收二氧化碳用氫氧化鈉溶液，轉(zhuǎn)化一氧化碳用氧化銅，在轉(zhuǎn)化前進(jìn)行干燥；所以為確定煤爐尾氣中是否含有一氧化碳，將尾氣通入裝置D前，應(yīng)先將氣體依次通過裝置BA，通過B是為了吸收二氧化碳，通過A是為了除去氣體中的水蒸氣；
 （3）實(shí)驗(yàn)中要兩次用到裝置C，第一次是驗(yàn)證尾氣中含有CO₂，第二次是驗(yàn)證CO還原CuO后有CO₂生成，以此證明尾氣中含有CO；
（4）煤爐尾氣具有可燃性，加熱其與空氣的混合物容易發(fā)生爆炸，要先通氣體將其中的空氣排凈，再加熱；
（5）一氧化碳與氧化銅反應(yīng)生成銅和二氧化碳，所以玻璃管中現(xiàn)象是黑色固態(tài)變?yōu)榧t色；反應(yīng)物是一氧化碳和氧化銅，生成物是銅和二氧化碳，反應(yīng)條件是加熱，所以方程式是：CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂
（6）通過本題的實(shí)驗(yàn)可知，碳在氧氣不充足的條件下會(huì)生成一氧化碳，一氧化碳有劇毒，故答案為：室內(nèi)用燃煤取暖時(shí)要注意保持通風(fēng)；
（7）三大還原劑有：氫氣、一氧化碳和碳．
故答案為：
（1）C；  
（2）B；A；吸收二氧化碳；除去氣體中的水蒸氣；  
（3）C； 第一次是驗(yàn)證尾氣中含有CO₂，第二次是驗(yàn)證CO還原CuO后有CO₂生成，以此證明尾氣中含有CO；
（4）先通入煤爐尾氣再加熱；防止爆炸；
（5）黑色固態(tài)變?yōu)榧t色；CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂
（6）室內(nèi)用燃煤取暖時(shí)要注意保持通風(fēng)；
（7）H₂．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于混合物成分的檢驗(yàn)和確定，一是注意所使用的檢驗(yàn)原理，從而根據(jù)不同原理設(shè)計(jì)不同的實(shí)驗(yàn)，二是在設(shè)計(jì)中注意各個(gè)環(huán)節(jié)的相互印證的設(shè)計(jì)，從而保證結(jié)論的準(zhǔn)確無誤．