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1、实验探究五,有关废气(尾气)成分分析及处理的探究,废气(尾气)成分分析及处理的探究主要考查课本中常见气体的物理和化学性质、气体的收集方法，还有气体的净化、除杂以及对环境的影响等，因此在进行本模块复习时，需要掌握常见气体的相关知识，需要留意的是气体净化的顺序。,一、废气(尾气)的成分检验和鉴别,因为废气(尾气)一般都是多种气体成分的混合物，所以要,分别检验和鉴别出各种气体是否存在。,1常见气体的检验,如 O2、CO2、H2、CO、NH3、CH4 等，见第 27 讲“考点梳,理”。,2可燃物中 C、H 两种元素的检验,将可燃物燃烧，在火焰上方罩一个干燥的烧杯，观察烧杯内壁是否有水珠(或水雾)生成，
2、若有水珠(或水雾)生成，证明可燃物中含有元素 H；迅速把烧杯倒过来并向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，若石灰水变浑浊，证明含有元素 C。,二、废气(尾气)的成分处理1吸收法,吸收法是分离、净化气体混合物最重要的方法之一。在气态污染物治理工程中，吸收法被广泛用于处理 CO2 、SO2 、HCl、NH3 等废气中。,吸收基本原理：酸(性)与碱(性)中和反应。2燃烧法,燃烧法即是对含有可燃性有害组分的混合气体进行氧化燃烧或高温分解，从而使这些有害组分转化为无害物质的方法。主要应用于碳氢化合物、CO 等有害物质的净化治理。,解题指引此类探究题，主要是对于各种气体的性质，特别是化学性质要熟悉，并能根据它
3、们的性质来鉴别废气中是否存在该成分气体。如果要检验或鉴别的成分气体是不熟悉的，那么一般题目中会出现“【查阅资料】”的重要信息点，此信息点一定要高度重视，它往往会成为解题的关键。,例题(2010 年广东)2010 年 4 月 28 日某媒体题为“排污工程施工，毒气放倒三人”的报道，引起某兴趣小组同学的思考。,【提出问题】排污管道中的毒气有什么成分？【查阅资料】,. 排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生,CO、CO2、H2S、CH4 等。,.H2S 气体能与 CuSO4 溶液反应生成黑色沉淀。,【提出猜想】小组同学对排污管道气含有上述气体中最少 3,种成分的猜想如下：,猜想 1：有 CO
4、、CO2、H2S；猜想 2：有 CO、CO2、CH4；猜想 3：有 CO、H2S、CH4；,猜想 4：有 CO2、H2S、_；猜想 5：有 CO、CO2、H2S、CH4。,【实验方案】小组同学共同设计了如上图所示的装置并进行,探究(夹持仪器已省略)。,【问题讨论】,(1)如果 A 装置没有明显变化，则猜想_成立；如果,B 装置没有明显变化，则猜想_成立。,(2)在验证猜想 1 的实验中，装置 C 中 NaOH 溶液的作用是_；若要进一步验证气体燃烧后的产物，操作是迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入_，振荡。,(3)要确证猜想 5 中是否有 CH4，某同学认为图示装置有不足,之处，需要在装置 C 与
5、 D 之间加一个_,装置。改进后，,若气体燃烧，且 D 装置内壁出现_，证明气体中一定含有CH4。为了进一步确定气体中是否含有 CO，可分别测定燃烧产物中 H2O、CO2 的质量。其方法是：将燃烧产物依次通过盛有_、_ 的装置，分别称量吸收燃烧产物前、吸收燃烧产物后装置的质量，通过计算、分析得出结论。,思维点拨：本题考查的是对 CO、CO2、H2S、CH4 四种气体的检验和鉴别，其中 CO、CO2、CH4 的检验我们课本学过，而H2S 的检验可以通过题目信息“查阅资料”中找到，凡有题目所给的“查阅资料”同学们一定要特别重视，一定会用到的，否则肯定解错了。澄清石灰水是检验是否有二氧化碳，吸收二氧
6、化碳则用氢氧化钠溶液，干燥剂一般用浓硫酸。答案：提出猜想CH4 问题讨论(1)2 3,(2)吸收 CO2 澄清石灰水,(3)干燥,水雾,浓硫酸(或 CaCl2 或无水 CuSO4) NaOH 溶液,1碳及许多含碳化合物不充分燃烧都要产生一氧化碳，一氧化碳是一种污染空气的有毒气体，它使人中毒的原因是_，通常采用燃烧法处理尾气中的一氧化碳。某同学对一氧化碳与一定量的氧气反应后所得的气体成分进行了如下实验探究：【提出猜想】反应后气体的组成可能是：CO 和 CO2；,只有 CO2；_。,CO2 和 O2,一氧化碳与人体血液中的血红蛋白结合，使人体缺氧,【实验探究】该同学为了验证自己的猜想，用下列装置进
7、行,实验：,装置 B 中氢氧化钠溶液的作用是_。,装置 A 中出现的现象是_，发生反应的化学方程式是：_，用带火星的木条伸入 D 中出现的现象是_。,吸收二氧化碳(或除去二氧化碳),澄清石灰水变浑浊,Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O,木条复燃,2某气体由 H2、CO 中的一种或两种组成，某化学兴趣小,组对该气体的组成进行探究。,【提出问题】该气体由什么物质组成？【提出假设】猜想：只有氢气；猜想：只有一氧化碳；,猜想：_。【提供信息】由 H2、CO 中的一种或两种组成的气体能在氧,气中安静地燃烧。,氢气与一氧化碳的混合物,【设计实验】将该气体在氧气中完全燃烧的产物依次通过装置 A、B，根据
8、装置 A、B 中物质质量的变化情况来推测该气体的组成。,【现象与结论】,猜想,无变化,增加,【分析讨论】,氢,二氧化碳,碳,(1)装置 A 质量增加，说明气体燃烧的产物中有_生成，推知该气体成分中一定含有_元素；装置 B 质量增加，说明该气体燃烧的产物中有_生成，推知该气体成分中一定含有_元素。(2)装置 A 中浓硫酸的作用是_。【反思】若某纯净物完全燃烧，将其产物依次通过该套实验装置 A、装置 B，发现装置 A、B 的质量都增加了，则该纯净物可能是_(任写一种物质的化学式或名称)。,水,吸水,甲烷,3(2011 年广东湛江)近几年我国某些城市酸雨污染较为严重，主要是因为大量燃烧含硫量高的煤而
9、形成的，此外，各种机动车排放的尾气也是形成酸雨的重要原因。【提出问题】通过实验证明煤中含有碳元素和硫元素。【查阅资料】(1)“二氧化硫能使高锰酸钾溶液褪色(由紫红色变为无色 ) ， 该反应的化学方程式为 ：5SO2 2KMnO4 2H2O=K2SO42MnSO42X ”。这个化学方程式中最后一种,物质 X 的化学式是_。,H2SO4,3(2)“二氧化硫和二氧化碳一样，也能使澄清石灰水变浑浊 。” 请 写出二 氧化 硫与 澄清 石灰 水反 应的 化学方 程式 ：_ 。,根据上述资料，甲同学、乙同学和丙同学分别设计实验方案,进行探究。,SO2Ca(OH)2=CaSO3H2O,【实验探究】(3)甲同
10、学：,“实验操作”：甲同学进行了如下图所示 A、B 两步实验。,“实验现象”： A 中稀高锰酸钾溶液褪色，B 中澄清石灰,水变浑浊。,“得出结论”：煤燃烧生成二氧化硫和二氧化碳，证明煤中,含有碳元素和硫元素。,(4)乙同学认为甲同学的实验方案不合理，其理由是_。,(5)丙同学：,“实验操作”：丙同学进行了如下图所示实验(部分装置在,图中略去)：,二氧化硫也会使澄清石灰水变浑浊，无法证明煤中含有碳元素,【探究与结论】,(6)C 装置的作用是_,_。,(7)证明煤中含有碳元素和硫元素的现象是：丙同学的实验中_ _。,除去过多的二氧化硫(或排除二氧化硫的,干扰),B 中的溶液褪色，C 中的溶液不褪色
11、，D 中澄清的石灰水变,浑浊,4(2011 年广东揭阳)潜水艇有两种供氧的装置，第一种是储备压缩氧气，第二种是在紧急的情况下才使用的过氧化钠(Na2O2)作供氧剂，小红同学对过氧化钠如何作供氧剂产生浓厚的兴趣，于是他在老师的指导下展开了以下的探究活动。,【查阅资料】,过氧化钠是用在矿山、坑道、潜水或宇宙飞船等缺氧的场合中，将人们呼出的 CO2 转换成 O2，以供呼吸之用。二氧化碳与过氧化钠反应的生成物只有两种，一种是氧,气，另一种是化合物。,人呼出的气体中含有的水分也能与过氧化钠反应生成氧,气。,(1)小红利用下图 1 的 BCDE 装置组合和有关药品制取并收,集氧气。,图 1,若用大理石与稀
12、盐酸制取二氧化碳，则 B 中装置可采用上图 2 中的_(填数字序号，下同)；E 中装置可采用上图中的_；B 中的化学方程式为：_,。,或,CaCO32HCl=CaCl2H2OCO2,(2)二氧化碳与过氧化钠反应除生成氧气还生成什么物质？【作出猜想】二氧化碳与过氧化钠反应生成的化合物到底是什么物质？小红作出了以下三种猜想：,是碳酸；是氢氧化钠；是碳酸钠。,通过对反应物有关的元素组成的分析，乙同学认为猜想_(填数字序号)一定是错误的，理由是_。,二氧化碳与过氧化钠都不含氢元素，根据质量守恒定律，不可能生成含有氢元素的碳酸或氢氧化钠,【进行实验】小红通过以下实验验证了另一个猜想的正确,性，请完成下述
13、实验报告。,稀盐酸(或稀硫酸等),有大量气泡产生,澄清石灰水变浑浊,【反思与交流】小红若用图 A 来代替 B 装置，证明二氧化碳与过氧化钠反应生成了氧气，你是否同意小红的做法？_(填“是”或“否”)，原因：_。由此可知道过氧化钠与二氧化碳反应的化学方程式为：,_Na2O2_CO2=O2_。,2,2,2Na2CO3,否,人呼出的气体中的水也能与过氧化钠反应生成氧气,5(2012 年四川达州)达州盛产天然气，有“中国气都”之称的美誉。天然气的主要成分是甲烷(CH4)，我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：,【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？,【查阅资料】含碳元素的物质完全燃
14、烧生成 CO2，不完全燃,烧生成 CO；无水 CuSO4 遇水变蓝。,【猜想与假设】甲：CO2、H2O；乙：CO、H2O；丙：NH3、CO2、H2O；丁：CO2、CO、H2O。,你认为_同学的猜想是错误的，理由是_。【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的,O2 中燃烧的产物依次通过下列装置：,丙,质量守恒定律,Fe2O33CO=2Fe3CO2,_。,(1)A、B 装置的顺序能否颠倒？_(填“能”或“否”)。(2)实验中用纯净 O2 而不用空气的原因是_,_。,(3)实验中观察到 A 中无水 CuSO4 变蓝，B、D 中澄清石灰水变浑浊，C 中红色粉末变成黑色，由此推断_同学猜想成立。(4)请写出 B 中澄清石灰水变浑浊、C 中红色粉末变成黑色,
