检验某混合气体中含有H2

检验某混合气体中含有H2 检验某混合气体中含有、HHO、CO和CO等气体的实验探究 222 湖北省汉川市南河乡初级中学 余三平 检验或验证某混合气体中含有H、HO、CO和CO中的一种或几种222 气体，是初中化学实验探究的主要考点之一，此实验探究的过程中包含有试剂的选择、气体的吸收(含气体的净化与干燥)、气体的检验或验证的顺序、气体的吸收与气体检验装置的选择以及尾气对环境的影响等多方面的实验探究的内容。 1. 实验探究过程中试剂的选择: ? 吸收气体(或净化气体)的试剂: 吸收除去某气体时，可选择与该气体反应有或没有明显现象的 试剂。如吸收CO气体既可选用NaOH碱溶液吸收，也可选用澄清的石2 灰水吸收，不同的是前者反应无明显的现象，后者反应有明显的浑浊现象，由于NaOH是易溶的碱，其溶质的质量分数较大，而Ca(OH)2是微溶的碱，其溶质的质量分数较小，为了使气体吸收效果更好一些，故一般选用NaOH碱溶液来吸收CO气体。同样的道理，为了使水蒸气2 吸收效果更好一些，选用浓HSO干燥吸收水蒸气，而不用无水的CuSO244白色粉末吸收水蒸气。混合气体中H、HO、CO和CO等气体的吸收所222 选用的试剂通常为:? H、CO ? CuO、加热，即是通常所说将这两2 种气体都通过灼热的CuO;? CO? NaOH碱溶液;? HO ?浓HSO2 224干燥剂干燥吸收。 ? 检验或验证气体的试剂: 验证某气体是否存在，必选择与该气体反应有明显现象的试剂， 1 否则对该气体确认的依据不够充分。如确认某混合气体中含有CO气2体时，不可用NaOH碱溶液，而是用澄清的石灰水，因为CO气体与澄2清的石灰水反应有明显的浑浊现象，而与NaOH碱溶液反应没有明显的现象，不能确认CO是否真实存在;又如检验水蒸气不用浓HSO224而用无水的CuSO白色粉末，因为后者反应有明显变蓝的现象，而前4 者气体吸收没有明显的现象，同样不能确认水蒸气是否真实存在。依据这，混合气体中H、HO、CO和CO等气体的检验所选用的试剂222 通常为:? HO ? 无水的CuSO白色粉末;? CO? 澄清的石灰水;242 ? CO ? 灼热的CuO、澄清的石灰水 ; ? H ? 灼热的CuO、无2 水的CuSO白色粉末。 4 在本实验探究中，混合气体中含有H、HO、CO和CO等气体的检222验是将四种气体分成两组，其检验的试剂和方法是: 第一组是直接检验的气体CO和HO ，用澄清的石灰水来检验CO2 22气体，又因无水的CuSO白色粉末遇水变蓝，故用无水的CuSO白色 44粉末检验HO 的存在。 2 第二组是间接检验的气体H和CO ，因H和CO气体的化学性质22 相似，故只能以通过检验反应后的不同生成物来检验两种气体，通常是检验二者还原灼热的CuO后的不同产物，即检验生成物中是否含有HO和 CO气体来达到检验H和CO 气体的目的。 222 2. 混合气体中含有H、HO、CO和CO等一种或几种气体的检验222 或验证的顺序: 要知道气体的检验或验证的顺序，必先弄清以下几点:? 如果 2 气体的吸收是在溶液中进行的，则吸收在先，干燥在后，因为气体通过溶液时将会带出水蒸气，干燥则可除去这些水蒸气。如混合气体中检验H气体存在时，混合气体在通过NaOH碱溶液吸收并除去CO气22体时，气体将会带出水蒸气，然后再用浓HSO干燥吸收并除去水蒸24 气，否则对H气体检验的依据不够充分。? 如果气体的吸收是在加2 热条件下进行的，则干燥在先，吸收在后。如检验H和CO气体时，2 气体在经过灼热的CuO被吸收之前，必先干燥，这样一是有可能防止水蒸气遇冷成水的液体时使受热的硬质玻璃管破裂，二是更重要的可防止H和CO气体在还原灼热的CuO之后原来含有的水蒸气此时将会2 干扰H气体的检验。? 如果要证明某混合气体中某气体确实存在，2 必先除去混合气体中会造成所证气体实验现象不可靠的气体。如混合气体中H和CO气体的检验，气体在通过灼热的CuO被吸收之前，必2 将影响干扰检验其存在的CO和HO除去，其办法是先用NaOH碱溶液22 吸收并除去CO气体，然后再用浓HSO干燥吸收并除去HO，否则对2242H和CO气体确认的依据不够充分。 2 在本实验探究中，某混合气体中含有H、HO、CO和CO中的一种222或几种气体检验的顺序分两步: 第一步首先是直接检验气体CO和HO，其检验顺序是检验HO在2 22前，检验CO气体在后，如果混合气体先通过澄清的石灰水检验CO22气体时，那么气体从澄清的石灰水中将会带出水蒸气，这样会直接影响HO的检验。 2 第二步是间接检验气体H和CO，混合气体在通过第一步检验确2 3 认了气体CO和HO之后，混合气体必先通过NaOH碱溶液吸收并除去2 2 CO气体，再经过浓HSO干燥吸收并除去HO，然后H和CO气体才能22422 通过灼热的CuO，最后根据H和CO气体还原灼热CuO后的不同产物2 HO和CO，依第一步检验HO和CO气体的顺序，从而间接确认H和22222CO气体的存在 3. 实验探究中尾气的处理: 因为混合气体中含有CO气体，CO有毒，最后的尾气不能排空。 为防止尾气污染空气，尾气可用燃烧方法处理或用瘪气球收集，本实验探究中的尾气用燃烧方法来处理。 4. 实验探究中吸收气体与气体检验的常用装置: ? 用球形干燥管或U形干燥管与橡皮塞组成的气体干燥或检验水蒸气的装置: 装置中盛放固体干燥剂干燥气体，或者盛放无水的CuSO白色粉4末检验水蒸气的存在，球形干燥管中气体流向是大口进小口出，而U形干燥管中气体流向左右不论。本实验探究中主要是用U形干燥管盛放无水的CuSO白色粉末来检验水蒸气的存在。 4 ? 用大广口瓶、双孔橡皮塞、长导管和短导管组成的洗气装置: 装置中盛放液体试剂，为了便于气体的吸收和气体的流出，气体流向是长导管进短导管出。本实验探究的洗气装置中盛放NaOH碱溶液、浓HSO或澄清的石灰水，它主要分别适用于吸收除去CO气体、242干燥气体或验证CO气体的存在。 2 ? 用硬质玻璃管、酒精灯、铁架台、单孔橡皮塞组成的还原装 4 置: 本实验探究中硬质玻璃管盛放黑色粉末CuO，用酒精灯对盛放CuO的硬质玻璃管加热，它适用于混合气体中H和CO气体的吸收和2 间接的检验。 综合以上实验探究分析，某混合气体中含有H、HO、CO和CO 222中的一种或几种气体的检验操作可用如下装置图所示: 实验探究装置中的有关实验现象以及气体检验的结论分析如下: ? 若A装置中无水的CuSO白色粉末变蓝，证明原混合气体中含 4 有HO，否则原混合气体中不含有HO;若B装置中澄清的石灰水变浑22 浊，证明原混合气体中含有CO气体，否则原混合气体中不含有CO22气体;若E装置中的黑色CuO粉末变成红色，同时F装置中无水的CuSO白色粉末变蓝，或G装置中澄清的石灰水变浑浊，证明原混合4 气体中含有H或CO气体，否则原混合气体中不含有H或CO气体。 22 ? 本实验探究的C装置中，NaOH碱溶液的作用是:吸收CO气2体，并除去CO气体，而且可防止CO气体干扰CO气体的检验。D装22 置中浓HSO的主要作用是:干燥气体，并除去HO，而且可防止HO2422干扰H气体的检验。 2 ? 如果题设原混合气体中含有相对较多的CO气体，那么如何判2 5 断CO气体被吸收除尽了，而又不影响对CO气体的检验呢,为解决这2 个问题，可在上述装置C和D中间再加一个洗气装置，洗气瓶中盛放的是澄清的石灰水，若澄清的石灰水不变浑浊，就说明CO气体被吸2收除尽了，若澄清的石灰水变浑浊，说明有少量的CO未被除尽，故2这个洗气瓶装置中澄清的石灰水的作用是:验证CO气体是否被除尽2和有可能吸收未除尽的少量的CO气体。 2 6