Question

【题目】煤、石油、天然气并称为三大化石燃料。煤的综合利用是提高燃料利用率和降低对环境污染的有效方法之一、

（一）将煤制成水煤气（主要成分是氢气和一氧化碳）就是在高温下将煤与水蒸气发生反应生成水煤气（还含有少量的水蒸气和二氧化碳）。试写出工业上生产水煤气的化学方程式_____

（二）某课题组为验证水煤气的主要成分，作了如下准备：

1.收集信息：①H2+CuOCu+H2O；②CO+CuOCu+CO2

2.设计实验装置：

请分析上述信息和实验装置并回答下列问题：

①你认为验证水煤气中各成分的顺序依次是_____；

②装置C的目的是_____；装置D的作用是_____；

③装置E内观察到的现象是_____；

④实验中两次用到盛无水硫酸铜的装置，其目的分别是A（1）_____，A（2）_____；

⑤整个实验装置的设计有缺陷，是_____；

⑥若通入的水煤气总质量为3.2g，E中黑色粉末的质量减少了3.2g，该水煤气的有效成分的质量分数为_____。（计算结果保留1位小数）

Answer 1

【答案】C+H2OCO+H2 水蒸气、二氧化碳、氢气、一氧化碳 除去水煤气中的二氧化碳 除去水煤气中和装置B、C中引入的水蒸气 黑色固体逐变成红色 验证水煤气中水蒸气的存在 检验水煤气中是否含有氢气 没有尾气处理装置 93.8%

【解析】

（一）高温下将煤与水蒸气发生反应生成水煤气（还含有少量的水蒸气和二氧化碳）化学方程式为C+H2OCO+H2，故填：C+H2OCO+H2。

（二）①水能使白色硫酸铜变蓝先通过无水硫酸铜是检验是否含有水的； 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，再通过石灰水是检验是否含有二氧化碳的；再通过氢氧化钠是除去原来的二氧化碳气体，通过浓硫酸是除去原来的水蒸气，通过氧化铜是检验是否含有还原性气体，再通过无水硫酸铜，是看是否有水生成，因为氢气还原氧化铜生成铜和水所以是为了检验是否有氢气的；最后通过澄清石灰水是看有没有二氧化碳生成，因为一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳，所以是为了检验是否含有一氧化碳的；故分别验证水煤气中各成分的顺序依次：水蒸气、二氧化碳、氢气、一氧化碳，故填：水蒸气、二氧化碳、氢气、一氧化碳。

②氢氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和水，所以氢氧化钠的目的是吸收二氧化碳，排除对一氧化碳检验的干扰；浓硫酸具有吸水性，装置D的作用是：除去水蒸气排除对氢气检验的干扰；故填：除去水煤气中的二氧化碳；除去水煤气中和装置B、C中引入的水蒸气。

③氧化铜是黑色的铜是红色的，在加热的条件下，一氧化碳和氢气能将氧化铜还原为铜，所以，装置D内观察到的现象：黑色固体变成红色；故填：黑色固体逐渐变成红色。

④实验中两次用到装置A，其目的分别是验证原混合气体中含有二氧化碳，通过验证生成物中有二氧化碳，来证明混合气体中含有一氧化碳；故填：验证原混合气体中含有二氧化碳；通过验证生成物中有二氧化碳来证明混合气体中含有一氧化碳。

⑤因为一氧化碳有毒，所以尾气一般要收集或点燃来处理，故填：没有尾气处理装置。

⑥解：生成水煤气消耗水质量 生成一氧化碳质量 氢气质量

设氢气还原氧化铜，固体质量减少 ，一氧化碳还原氧化铜固体质量减少

黑色粉末的质量减少了3.2g故+=3.2g，=1.8g，

=2.8g， =0.2g

故有效成分质量分数：

故填：93.8%