Question

12．X混合氣體由H₂、CO、CH₄的成分組成，為檢驗氣體的成分設計了如下的實驗裝置（注：夾持裝置未畫出；無水硫酸銅遇水由白色變成藍色，可用于檢驗水的存在）：

【查閱資料】
（1）CO和二氯化鈀（PdCl₂）溶液反應產(chǎn)生黑色鈀（Pd）：CO+PdCl₂+H₂O=CO₂+Pd↓+2X，該反應中X的化學式是HCl．
（2）在高溫條件下，H₂可還原氧化鐵，產(chǎn)生鐵和水．在高溫條件下，CH₄也可與Fe₂O₃反應：4Fe₂O₃+nCH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe+nCO₂+2nH₂O，其中n的值為3（填數(shù)字）．
【提出假設】關于X混合氣體的組成，同學們提出下列假設：
①H₂和CO     ②H₂和CH₄③CO和CH₄④H₂、CO和CH₄
【實驗現(xiàn)象】A中出現(xiàn)黑色固體；C中固體逐漸變?yōu)楹谏�；D固體變?yōu)樗{色；E中溶液變渾濁．
【問題討論】
（3）根據(jù)以上實驗現(xiàn)象，甲同學和老師一致認為：可排除假設②（填假設序號）．
（4）根據(jù)以上實驗現(xiàn)象，乙認為可排除“假設①”．你認為乙的結論是否正確？不正確．
（5）丙同學認為：要驗證剩余的假設是否成立，需要在A、B之間增加裝置H，但該裝置未畫完整，請在答題卡中將裝置畫完整．
（6）丁同學利用改進后的裝置進行實驗，測得實驗中裝置D質量增加m₁g，裝置E和F質量增加的總和為m₂g，若m₁：m₂=9：11（填寫比值），則“假設③”成立．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)化學反應前后原子的種類和數(shù)目不變進行分析；
（2）根據(jù)質量守恒定律進行化學方程式的配平；
（3）根據(jù)A中出現(xiàn)黑色固體說明有一氧化碳，所以排除假設②進行分析；
（4）根據(jù)如果只有氫氣和一氧化碳氣體也出現(xiàn)以上現(xiàn)象進行分析；
（5）根據(jù)氣體的流向對裝置進行設計；
（6）根據(jù)裝置D質量增加m₁g為水的質量，裝置E和F質量增加的總和為m₂g為二氧化碳的質量進行解答．

解答 解：（1）化學反應前后原子的種類和數(shù)目不變，由CO+PdCl₂+H₂O=CO₂+Pd↓+2X可知，反應物中有1個碳原子，2個氧原子，1個鈀原子，2個氯原子，2個氫原子，所以該反應中X的化學式是HCl；
（2）由質量守恒定律化學反應前后原子的種類和數(shù)目不變可知，4Fe₂O₃+nCH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe+nCO₂+2nH₂O，n的值為3；
（3）A中出現(xiàn)黑色固體，生成了鐵單質，所以說明有一氧化碳，所以排除假設②；
（4）如果只有氫氣和一氧化碳氣體，也可以出現(xiàn)以上現(xiàn)象，所以乙的結論不正確；
（5）氣體的流向可知，要驗證剩余的假設是否成立，需要在A、B之間增加裝置H，所以H裝置如圖：
； 
（6）由4Fe₂O₃+3CH₄$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$8Fe+3CO₂+6H₂O可知，生成水和二氧化碳質量比為：（6×18）：（3×44）=9：11，所以m₁：m₂=9：11時，“假設③”成立．
故答案為：（1）HCl；
（2）3；
（3）②；
（4）不正確；
（5）；
（6）9：11．

點評 熟練掌握常見氣體的性質，并能利用其性質對它進行檢驗、鑒別，這是我們必須掌握的基本技能，也是化學實驗考查的熱點之一．