专题3金属的氧化还原实验(学生版+解析)

专题3金属的氧化还原实验目标导航目标导航课程标准课标解读氧化还原是初中常见的知识。涉及金属氧化物与还原剂的反应，该类题目考察知识面广、综合性强，是考查学生逻辑思维的一类题目。考察的知识较多，结合物质特性与质量变化等，以探究和简答为主，难度较大。辨别多种气体混合时，利用酸碱盐特点鉴别成分。知识精讲知识精讲知识点01金属氧化还原实验实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。注意：点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2COCO＋CuO△Cu＋CO2H2＋CuO△Cu＋H2O【即学即练1】在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10克。（所含杂质不参加反应）（1）玻璃管内观察到的现象是________。（2）甲同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克，待反应完全后再次称量，质量为54.4克。请你计算样品中氧化铜的质量分数。（一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应）（3）乙同学的方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，利用m1-m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1-m2的值是指________的质量。（4）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理方法________。【即学即练2】（2019·绍兴模拟）某科学兴趣小组的同学用如图装置，进行木炭还原CuO的探究实验，生成物是红色固体和无色气体。他们查阅资料后得知氧化亚铜（Cu2O）为红色固体，猜测反应物比例不同，产物也会不同。生成物中有CO2、CO和Cu，固体还可能有Cu2O，Cu2O能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu，微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。为此，请你和他们一起进行如下探究。（1）该兴趣小组同学设计的木炭还原CuO实验装置有何不足之处？（2）为验证产生的气体是CO2和CO的混合物，将混合气体进行如下操作：实验中观察到________现象，则证明是CO2和CO的混合气体。（3）探究红色固体中是否有Cu2O。设计一个简便的实验方案，如下表所示。实验步骤向剩余固体中加入稀盐酸反应后，静置实验现象与结论现象：________________；结论：红色固体中有Cu2O化学反应方程式________________________________知识点02混合气体成分探究（还原性气体与其他）混合气体通常考察H2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先检验是否存在H2O、CO2再检验H2、CO①检验是否存在H2O、CO2时，应先通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明混合气体中有水蒸气，再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊。检验后去除H2O、CO2，应先通过通过氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，再通过浓硫酸，吸收水蒸气。②检验是否存在H2、CO时，应先通过灼热的氧化铁，变黑色，将生成物通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明有水蒸气，从而说明有氢气。再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊，从而说明有一氧化碳。一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳或在导管后扎气球收集一氧化碳，可以防止污染空气【即学即练3】某气体可能由CO、H2、水蒸气中的一种或几种组成。小科利用下图的装置探究其成分，已知无水硫酸铜遇水会变蓝色。（1）甲装置中盛放的液体是________。（2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，澄清石灰水变浑浊，则原气体中一定含有________（填化学式），同时乙装置中黑色固体变________色。【即学即练4】（2018九上·温岭期中）水煤气是一种工业上常用的气体燃料，一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得，含有少量的CO2和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究。【查阅资料】⑴白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色。⑵Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，与过量盐酸反应时生成NaCl、H2O、CO2。【实验假设】①可燃气体只是CO

②可燃气体只是H2

③可燃气体是CO、H2的混合气。【实验过程】实验小组按以下流程进行实验实验中，发现黑色氧化铜变红，且无水硫酸铜变蓝色，还观察到澄清石灰水变浑浊，证明水煤气为________(填实验假设的序号)，根据实验现象写出无水硫酸铜的一种用途________。【实验反思】根据实验结论，甲同学认为实验应保证安全，防止中毒，对尾气的处理方法是________。【实验拓展】实验后，乙同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入几滴稀盐酸，若没有气体产生，则溶液中还有NaOH剩余，但丙同学认为乙同学的设计是错误的，理由是(结合化学方程式解释)________。分层提分分层提分题组A基础过关练1.（2019九上·吴兴期中）铜是人类最早发现的金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。在实验室里我们常用氢气和一氧化碳还原氧化铜来的到金属铜，下图甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置，有关甲、乙两实验说法错误的是（

）A.甲实验试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流使试管炸裂

B.乙实验可以通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生

C.甲、乙两实验中，都应先通入气体，再加热，以防止发生爆炸

D.甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态铜，都发生了置换反应2．实验室用铁、氧化铜、硫酸为原料制取铜，某同学设计了两个实验方案：①Feeq\o(→,\s\up10(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up10(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若用这两种方法制得质量相同的铜，下列说法中与实验事实相符的是()A．消耗相同质量的氧化铜B．消耗相同质量的铁C．消耗相同质量的硫酸D．生成相同质量的硫酸亚铁3．[2018·杭州上城区二模]小陈在进行CO与Fe2O3反应的实验时，观察到如下现象：红色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊，待反应结束，装置冷却后称量，发现硬质玻璃管内固体质量减小，装有澄清石灰水的装置质量增加。对于上述实验现象的分析错误的是()A．一氧化碳具有还原性B．生成的黑色物质能被磁铁吸引C．本实验如果要制得5.6gFe，则通入CO的质量要远大于4.2gD．硬质玻璃管内减小的质量等于装有澄清石灰水装置增加的质量4.某同学实验时，用氢气还原16g氧化铜，反应一段时间后，停止加热，冷却后称量剩余固体质量为14.4g，则下列结论正确的是(

)A.有1.6g水生成

B.有1.4g铜生成

C.实际用去氢气的质量大于0.2g

D.有80%的氧化铜参加反应5.（2020九上·椒江期中）某混合气体可能含有CO、CO2、CH4和HCl中的一种或几种，为了确定其成分，将混合气体按如图所示装置进行实验（假设各步均充分反应或吸收），结果装置A中的石灰水不变浑浊，但混合气体的体积明显减小；装置D增重1.8g；装置E增重2.4g，下列分析正确的是（）A.装置A中石灰水不变混浊，所以气体中一定不含二氧化碳

B.装置C对实验结果不产生影响，所以可以去掉装置C以简化实验方案

C.后续装置的目的是阻止空气中的二氧化碳进入装置E中，干扰CO的检验

D.该混合气体成分可能是CH4和CO题组B能力提升练1.（2021九下·杭州开学考）按如图进行实验，已知A为H2、CO中的一种或两者的混合物，甲装置中的黑色粉末为CuO、炭粉中的一种或两者的混合物。根据下列要求，回答问题：（1）若黑色粉末是纯净物，甲、乙、丙装置中的固体或溶液依次出现红色、蓝色、浑浊，则气体A是________，黑色粉末为________。（2）若第（1）问中：乙装置的物质增重3.6g，丙装置中的物质增重4.4g，则至少需通入________g气体。2.（2019·杭州模拟）用含有二氧化碳和水蒸气杂质的某种还原性气体测定一种铁的氧化物（FexOy）的组成，实验装置如图所示：（1）过程中丁装置中没有明显的变化，而戊装置中出现了白色沉淀，则该还原性气体是________.（2）乙装置的作用是________

。（3）上述实验中，如果没有甲装置，将使测定结果中铁元素与氧元素的质量比________。（填“偏大”“偏小”或“无影响”）3.（2019·金华）某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分（不考虑气态有机物）按如图所示的装置进行检验。【实验研究】拉动注射器，让废气依次通过装置。

【实验分析】（1）能证明废气中有水蒸气存在的现象是________；（2）F处的大号注射器，可以引导气体流向，其另一个主要作用是________；（3）【反思评价】小金认为，仅根据E中澄清石灰水变浑浊，无法确定一氧化碳的存在，其理由是________；（4）小金根据D中的粉末由黑色变为红色，得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不够严密，若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严密，还应添加的一个实验装置及位置是________。【实验结果】经检验，废气中存在CO2、CO、H2O。4.（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有________(填序号)；①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质②B装置中的固体由白色变蓝色③C装置中溶液变浑浊（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有________；②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由________。（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为________。5.（2020·杭州）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如下步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸(一种无色溶液，溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理：HCOOHCO↑+H2O)；步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到________(填写现象)，说明装置气密性良好。（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是________（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是________6.（2021·鄞州模拟）如图所示为纯净的CO气体与氧化铜反应制取铜的实验装置。请分析并回答以下问题：（1）在对A中氧化铜进行加热前，需要先通一段时间的CO气体，其目的是________。（2）查阅资料得知：①CO气体与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体；③Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。小科为了探究反应所得红色固体的成分，进行了如下实验：

实验操作实验现象实验结论步骤取20g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸________红色固体可能是氧化亚铜，也可能是铜和氧化亚铜步骤将步骤一反应所得的混合物经滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量剩余红色固体质量为16g20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为________题组C培优拔尖练1.（2020九上·江北期末）某CuO粉末中混有少量Cu2O，现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的质量。已知在加热条件下，氢气还原氧化亚铜生成铜和水，一氧化碳还原氧化亚铜生成铜和二氧化碳。请根据图示内容回答下列问题：

（1）X是常见还原性气体CO、H2

中的一种，请根据该组合装置判断X的化学式为________。（2）若缺少B装置，将直接导致反应后D装置内的物质的质量________（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。（3）E装置的作用是________。（4）已知反应前CuO和Cu2O的总质量为m1g，完全反应后D中U型管内物质的质量增加了m2g(损失忽略不计)，则原混合物中Cu2O的质量为________g。2.某兴趣小组的同学到实验室进行气体性质实验。（1）第一小组同学为检验某CO2气体中是否混有CO和H2，设计了如下的实验装置：请回答：①A装置中发生反应的化学方程式是________。②实验过程中观察到C装置变蓝色，小冯同学由此判断气体中一定混有H2，小汪同学认为不对，理由是________。（2）第二小组的同学探究某混合气体的成分。已知该混合气体中可能含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的一种或几种。小组成员没装A装置，直接把混合气体通入灼热的盛有足量氧化铜的试管（已排尽空气），充分反应后，发现管内物质质量减少1.8g，将反应完全后的气体全部通入过量的澄清石灰水，充分反应后，得到10g白色沉淀，则混合气体的成分至少有________种，肯定有的气体是________。3.（2021·金华模拟）半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某科学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分，设计的实验方案如图所示。查阅资料可知碱石灰是CaO和NaOH的混合物。回答下列问题：（1）A瓶中产生白色沉淀，其反应的化学方程式是________。（2）D装置中“冰水”的作用是________。（3）实验结果证明有H2、CO、CO2存在，根据实验装置回答，证明CO存在，只需观察到的现象是________。（4）为了测定半水煤气中H2、CO质量的实验方案如下：若步骤Ⅳ中浓硫酸质量增加a克，步骤Ⅴ的KOH溶液质量增加b克，则半水煤气中H2与CO的质量比为________（用含字母a、b的代数式表示）。4.（2020九上·杭州期中）某混合气体可能有CO2、CO、H2中的一种或几种，某学习小组的同学为了研究气体的组成，设计了如图装置进行实验（夹持装置已省略）．实验后发现A装置中溶液变浑浊，C中的固体由黑色变红色，D中的固体由白色变蓝色，F装置中有水流入烧杯。在反应前后对C、D装置进行了质量的测量（各步反应均完全），测量结果如下表：

反应前后反应前反应后C装置中试管与固体的总质量(克)acD装置中U形管与固体的总质量(克)bd请分析回答下列问题：（1）请写出A装置中反应的化学方程式________。（2）一定能证明混合气体中有氢气存在的实验现象是________。（3）F装置的作用：①“抽气”；②________。（4）证明原混合气体中有CO存在的定量关系是________（用字母a、b、c、d表示．）5.（2020九上·鄞州期中）某课外活动小组的同学将16克氧化铜和过量的炭粉均匀混合,用如图1所示装置进行实验．图中铁架台等装置已略去．请回答有关问题：

（1）实验中最多能得到铜________克．（2）同学们想通过测定消耗碳、氧元素的质量和生成二氧化碳的质量,以进一步分析氧化铜和炭粉反应产生的气体除CO2外是否还有其它产物．反应一段时间后停止加热,冷却到室温．反应前后测得数据如下:装置反应前反应后A试管的质量36.2克氧化铜和炭粉混合物的质量20.0克试管和固体物质的质量54.8克B反应后瓶内液体比反应前增重1.1克分析数据发现,反应中消耗碳和氧元素的质量大于生成二氧化碳的质量．下列4项中跟这一结果有关的有哪几项?

（填编号）A.装置中还有一部分CO2未被NaOH溶液吸收

B.氧化铜和炭粉反应产生的气体除CO2外还有CO

C.氧化铜和炭粉没有完全反应

D.该反应不符合质量守恒定律（3）有同学认为用图2所示装置C代替上面的装置A,加热前先通一会气体X,停止加热后再通一会该气体,这样可使实验测得的数据更能准确的说明问题．你认为在O2、N2和H2三种气体中，X应选择哪一种气体?________专题3金属的氧化还原实验目标导航目标导航课程标准课标解读氧化还原是初中常见的知识。涉及金属氧化物与还原剂的反应，该类题目考察知识面广、综合性强，是考查学生逻辑思维的一类题目。考察的知识较多，结合物质特性与质量变化等，以探究和简答为主，难度较大。辨别多种气体混合时，利用酸碱盐特点鉴别成分。知识精讲知识精讲知识点01金属氧化还原实验实验操作：在一支试管中加入少量的氧化铜，观察颜色，通入氢气，过一会儿，再给氧化铜加热，注意观察试管中变化，反应结束后继续通入氢气直至试管冷却。实验现象：加热前氧化铜为黑色粉末状固体，加热反应一段时间后可观察到黑色的固体逐渐变成红色。实验结论：氢气也可以使氧化铜变成铜。注意：点燃酒精灯前需要通入一段时间的氢气，是为了排尽装置内的空气，反应结束后仍然需要通入一段时间的氢气，目的是为了避免铜又重新被氧化为氧化铜。C＋2CuOeq\o(=,\s\up7(高温))2Cu＋CO2↑C＋CO2eq\o(=,\s\up7(高温))2COCO＋CuO△Cu＋CO2H2＋CuO△Cu＋H2O【即学即练1】在学习“金属的冶炼”时，某学习小组用如图所示的装置测量氧化铜样品中氧化铜的质量分数，实验所取氧化铜样品质量为10克。（所含杂质不参加反应）（1）玻璃管内观察到的现象是________。（2）甲同学的方法：先测出氢氧化钠浓溶液的质量为50克，待反应完全后再次称量，质量为54.4克。请你计算样品中氧化铜的质量分数。（一氧化碳不与氢氧化钠溶液反应）（3）乙同学的方法：先称量出玻璃管及样品的总质量为m1，待反应完全后再次称量，质量为m2，利用m1-m2的值，求出样品中氧化铜的质量分数。其中m1-m2的值是指________的质量。（4）同学们查阅到CO除了具有可燃性、难溶于水等性质外，还具有毒性。因此，本实验中还需对尾气进行处理。请你提出一种处理方法________。【答案】（1）黑色固体变为红色

（2）生产CO2的质量是54.4g-50g=4.4g设：样品中氧化铜的质量是xCO+CuO高温Cu+CO28044X4.4g

x=80×4.4g/44=8g样品中氧化铜的质量分数是

8g/10g×100%=80%

（3）CuO中氧元素的质量

（4）用集气瓶收集尾气或用酒精灯点燃尾气【解析】氧化铜与一氧化碳反应生成铜和二氧化碳，氧化铜固体的颜色为黑色固体，金属单质铜的颜色为红色，因此玻璃管内观察到的现象为：黑色固体变为红色；生成二氧化碳的质量为:54.4g-50g=4.4g，再根据氧化铜与一氧化碳在加热的条件下发生化学反应生成铜和二氧化碳的化学方程式，计算出样品中氧化铜的质量为8g，从而计算出样品中氧化铜的质量分数是80%；m1为玻璃管及氧化铜的总质量，m2为玻璃管及铜的总质量，m1-m2的值是指CuO中氧元素的质量的质量；CO具有可燃性，因此，对尾气CO进行处理的方法为：用集气瓶收集尾气或用酒精灯点燃尾气；【即学即练2】（2019·绍兴模拟）某科学兴趣小组的同学用如图装置，进行木炭还原CuO的探究实验，生成物是红色固体和无色气体。他们查阅资料后得知氧化亚铜（Cu2O）为红色固体，猜测反应物比例不同，产物也会不同。生成物中有CO2、CO和Cu，固体还可能有Cu2O，Cu2O能和常见的酸（HNO3除外）反应生成Cu2+和Cu，微量的CO气体能使湿润的黄色氯化钯试纸变蓝色。为此，请你和他们一起进行如下探究。（1）该兴趣小组同学设计的木炭还原CuO实验装置有何不足之处？（2）为验证产生的气体是CO2和CO的混合物，将混合气体进行如下操作：实验中观察到________现象，则证明是CO2和CO的混合气体。（3）探究红色固体中是否有Cu2O。设计一个简便的实验方案，如下表所示。实验步骤向剩余固体中加入稀盐酸反应后，静置实验现象与结论现象：________________；结论：红色固体中有Cu2O化学反应方程式________________________________【答案】（1）缺少尾气处理装置

（2）澄清石灰水变浑浊，湿润的氯化钯试纸变蓝色

（3）溶液由无色变为蓝色；Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O【解析】（1）由题所给信息可知，该反应生成物中含有一氧化碳，而该装置没有尾气处理装置，会造成空气污染；

（2）气体是CO2和CO的混合物，二氧化碳可使澄清石灰水变浑浊，一氧化碳可使湿润的氯化钯试纸变蓝色；

（3）Cu2O能与盐酸反应生成氯化铜和铜，所以固体中有Cu2O加入盐酸后溶液会由无色变为蓝色，反应方程式为Cu2O+2HCl=CuCl2+Cu+H2O；知识点02混合气体成分探究（还原性气体与其他）混合气体通常考察H2、H2O、CO、CO2等探究含有的成分，先检验是否存在H2O、CO2再检验H2、CO①检验是否存在H2O、CO2时，应先通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明混合气体中有水蒸气，再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊。检验后去除H2O、CO2，应先通过通过氢氧化钠溶液，吸收二氧化碳，再通过浓硫酸，吸收水蒸气。②检验是否存在H2、CO时，应先通过灼热的氧化铁，变黑色，将生成物通过无水硫酸铜，若变蓝色，则说明有水蒸气，从而说明有氢气。再通过澄清石灰水，观察是否变浑浊，从而说明有一氧化碳。一氧化碳是有毒的气体，排放到空气中会污染空气，利用一氧化碳的可燃性采用点燃的方法处理一氧化碳或在导管后扎气球收集一氧化碳，可以防止污染空气【即学即练3】某气体可能由CO、H2、水蒸气中的一种或几种组成。小科利用下图的装置探究其成分，已知无水硫酸铜遇水会变蓝色。（1）甲装置中盛放的液体是________。（2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，澄清石灰水变浑浊，则原气体中一定含有________（填化学式），同时乙装置中黑色固体变________色。【答案】（1）浓硫酸（或浓H2SO4）（2）CO；红【解析】（1）甲装置为吸收水蒸气装置，则盛放液体为浓硫酸。

（2）实验过程中观察到无水硫酸铜不变色，则说明没有水生成，即原气体中没有氢气，澄清石灰水变浑浊，则说明有二氧化碳生成，即原气体含有CO，一氧化碳有还原性，能使氧化铜还原成铜，乙装置现象为黑色固体变成红色。【即学即练4】（2018九上·温岭期中）水煤气是一种工业上常用的气体燃料，一般用焦炭和水蒸气在高温下反应制得，含有少量的CO2和水蒸气杂质。某化学兴趣小组对水煤气的主要成分进行研究。【查阅资料】⑴白色的无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色。⑵Na2CO3与少量盐酸反应生成NaHCO3和NaCl，与过量盐酸反应时生成NaCl、H2O、CO2。【实验假设】①可燃气体只是CO

②可燃气体只是H2

③可燃气体是CO、H2的混合气。【实验过程】实验小组按以下流程进行实验实验中，发现黑色氧化铜变红，且无水硫酸铜变蓝色，还观察到澄清石灰水变浑浊，证明水煤气为________(填实验假设的序号)，根据实验现象写出无水硫酸铜的一种用途________。【实验反思】根据实验结论，甲同学认为实验应保证安全，防止中毒，对尾气的处理方法是________。【实验拓展】实验后，乙同学认为欲检验所用NaOH是否完全消耗，可向溶液中滴入几滴稀盐酸，若没有气体产生，则溶液中还有NaOH剩余，但丙同学认为乙同学的设计是错误的，理由是(结合化学方程式解释)________。【答案】③；检验水的存在；用容器（或气球）收集起来；Na2CO3+HCl=NaHCO3+NaCl【解析】无水硫酸铜变蓝色，则说明混合气体中有水，故原气体中有氢气，澄清石灰水变浑浊说明产生的气体中有二氧化碳，故原气体中有一氧化碳，则原气体是一氧化碳和氢气的混合气体；故猜想③正确；在该实验中无水硫酸铜主要用来检验水的存在；因为一氧化碳气体无法被溶液吸收，所以通常使用气球或者容器收集起来后专门处理；乙同学滴加少量盐酸时，即使NaOH消耗完，碳酸钠与HCl反应也不会立即产生气泡，而是先转化为碳酸氢钠，只有当盐酸过量才会产生气泡；分层提分分层提分题组A基础过关练1.（2019九上·吴兴期中）铜是人类最早发现的金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。在实验室里我们常用氢气和一氧化碳还原氧化铜来的到金属铜，下图甲和乙分别是氢气和一氧化碳还原氧化铜的实验装置，有关甲、乙两实验说法错误的是（

）A.甲实验试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流使试管炸裂

B.乙实验可以通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生

C.甲、乙两实验中，都应先通入气体，再加热，以防止发生爆炸

D.甲、乙两实验中，氢气和一氧化碳都将氧化铜变成游离态铜，都发生了置换反应【答案】D【解析】（1）氢气还原氧化铜生成铜和水；

（2）在一氧化碳还原氧化铜的实验中，黑色的氧化铜会变成红色的铜单质，生成的二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊；

（3）如果氢气和一氧化碳中混有空气，很可能会发生爆炸；

（4）单质与化合物反应生成单质和化合物的反应叫置换反应。A.甲实验试管口略向下倾斜是为了防止冷凝水倒流使试管炸裂，故A正确不合题意；

B.乙实验可以通过澄清石灰水是否变浑浊判断反应是否发生，故B正确不合题意；

C.甲、乙两实验中，都应先通入气体，再加热，以防止发生爆炸，故C正确不合题意；

D.甲、乙两实验中，氢气还原氧化铜的实验是置换反应，而一氧化碳还原氧化铜的反应不是置换反应，故D错误符合题意。2．实验室用铁、氧化铜、硫酸为原料制取铜，某同学设计了两个实验方案：①Feeq\o(→,\s\up10(H2SO4))H2eq\o(→,\s\up7(CuO))Cu②CuOeq\o(→,\s\up10(H2SO4))CuSO4eq\o(→,\s\up7(Fe))Cu若用这两种方法制得质量相同的铜，下列说法中与实验事实相符的是()A．消耗相同质量的氧化铜B．消耗相同质量的铁C．消耗相同质量的硫酸D．生成相同质量的硫酸亚铁【答案】A【解析】方案①：铁与稀硫酸反应先制得氢气，再用氢气还原氧化铜，此法在第二步须加热，且氢气还原氧化铜的效率低，只有部分氢气参加还原反应，因此需要消耗更多的铁和稀硫酸反应产生较多的氢气，这样才能制得和方案②相同质量的铜。3．[2018·杭州上城区二模]小陈在进行CO与Fe2O3反应的实验时，观察到如下现象：红色粉末变黑，澄清石灰水变浑浊，待反应结束，装置冷却后称量，发现硬质玻璃管内固体质量减小，装有澄清石灰水的装置质量增加。对于上述实验现象的分析错误的是()A．一氧化碳具有还原性B．生成的黑色物质能被磁铁吸引C．本实验如果要制得5.6gFe，则通入CO的质量要远大于4.2gD．硬质玻璃管内减小的质量等于装有澄清石灰水装置增加的质量【答案】D【解析】CO能将Fe2O3还原成Fe单质，Fe单质能被磁铁吸引。由于反应前要通一段时间CO以排尽管内空气，所以本实验如果要制得5.6gFe，则通入CO的质量要远大于4.2g；硬质玻璃管内减小的质量是氧化铁中减少的氧元素的质量，装有澄清石灰水装置增加的质量是参加反应的一氧化碳和氧化铁中减少的氧元素的质量之和，两者不相等。4.某同学实验时，用氢气还原16g氧化铜，反应一段时间后，停止加热，冷却后称量剩余固体质量为14.4g，则下列结论正确的是(

)A.有1.6g水生成

B.有1.4g铜生成

C.实际用去氢气的质量大于0.2g

D.有80%的氧化铜参加反应【答案】C【解析】根据氢气还原氧化铜实验操作步骤及质量守恒定律分析，反应前后固体减少质量为参加反应氧化铜中氧元素质量，生成铜的质量为反应的氧化铜中铜元素质量，再由元素质量为物质质量×元素质量分数计算。【解答】A、固体减少质量为参加反应氧化铜中氧元素质量，即生成水中氧元素质量，所以生成水的质量为，不符合题意；

B、生成铜的质量为参加反应的氧化铜中铜元素质量，，不符合题意；

C、氢气还原氧化铜实验中，开始为排除装置内空气要先通入氢气，反应结束后为防止铜再被氧化，要继续通氢气作保护气，所以实验消耗氢气质量大于反应的氢气质量，符合题意；

D、参加反应的氧化铜质量为，则反应的氧化铜质量分数为8g/16g=50%，不符合题意；5.（2020九上·椒江期中）某混合气体可能含有CO、CO2、CH4和HCl中的一种或几种，为了确定其成分，将混合气体按如图所示装置进行实验（假设各步均充分反应或吸收），结果装置A中的石灰水不变浑浊，但混合气体的体积明显减小；装置D增重1.8g；装置E增重2.4g，下列分析正确的是（）A.装置A中石灰水不变混浊，所以气体中一定不含二氧化碳

B.装置C对实验结果不产生影响，所以可以去掉装置C以简化实验方案

C.后续装置的目的是阻止空气中的二氧化碳进入装置E中，干扰CO的检验

D.该混合气体成分可能是CH4和CO【答案】C【解析】A.如果混合气体中含有HCl，那么其中的二氧化碳就能使装置A中澄清的石灰水不变浑浊，故A错误；

B.C装置中的浓硫酸对从B装置中出来气体进行干燥，防止干扰其他气体的检测，故B错误；

C.后续装置的目的是阻止空气中的二氧化碳进入装置E中，干扰CO的检验，故C正确；

D.装置D增重1.8g，是生成水的质量；装置E增2.4g，生成二氧化碳的质量为2.4g。

设生成1.8g水，同时生成二氧化碳质量为x

CH4+2O2CO2+2H2O

44

36

x

1.8g

解得：x=2.2g＜2.4g；

因此多余的二氧化碳肯定是一氧化碳燃烧生成的，

则该混合气体一定含有CO和CH4，故D错误。题组B能力提升练1.（2021九下·杭州开学考）按如图进行实验，已知A为H2、CO中的一种或两者的混合物，甲装置中的黑色粉末为CuO、炭粉中的一种或两者的混合物。根据下列要求，回答问题：（1）若黑色粉末是纯净物，甲、乙、丙装置中的固体或溶液依次出现红色、蓝色、浑浊，则气体A是________，黑色粉末为________。（2）若第（1）问中：乙装置的物质增重3.6g，丙装置中的物质增重4.4g，则至少需通入________g气体。【答案】（1）H2、CO；CuO（2）3.2【解析】（1）根据一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳，氢气与氧化铜反应生成铜和水分析；

（2）根据乙增重质量为水，丙增重质量为二氧化碳，由水中氢元素质量计算氢气质量，二氧化碳中碳元素质量计算一氧化碳质量分析。【解答】（1）若黑色粉末是纯净物，甲、乙、丙装置中的固体或溶液依次出现红色、蓝色、浑浊，说明生成了铜、水和二氧化碳，则气体A是氢气和一氧化碳，黑色粉末为氧化铜；

（2）若第（1）问中：乙装置的物质增重3.6g，说明生成水质量为3.6g，则氢气质量至少为，丙装置中的物质增重4.4g，则至少需一氧化碳质量为，则至少需通入3.2g气体；

2.（2019·杭州模拟）用含有二氧化碳和水蒸气杂质的某种还原性气体测定一种铁的氧化物（FexOy）的组成，实验装置如图所示：（1）过程中丁装置中没有明显的变化，而戊装置中出现了白色沉淀，则该还原性气体是________.（2）乙装置的作用是________

。（3）上述实验中，如果没有甲装置，将使测定结果中铁元素与氧元素的质量比________。（填“偏大”“偏小”或“无影响”）【答案】（1）CO（2）吸水，排除对氢气检验造成干扰（3）偏小【解析】根据还原性气体与铁的氧化物反应生成物的验证来判断还原性气体的种类，再利用生成物的质量计算元素的质量，依据元素守恒计算出铁的氧化物中铁和氧元素质量，在解答时要注意还原性气体中杂质是否对结果产生干扰。

（1）丁装置中没有明显变化，则说明没有水生成，戊装置中出现了白色沉淀，说有有二氧化碳生成，则还原性气体为一氧化碳；

（2）因要检验还原后的产物是否有水，所以要用乙装置除去原气体中的水，排除对氢气检验造成干扰；

（3）如果没有甲装置，由含有的二氧化碳会进入戊中，将使测定结果中氧元素质量偏多，则铁元素与氧元素的质量比偏小。3.（2019·金华）某兴趣小组在实验室相对封闭的装置内燃烧某种含碳、氢、氧元素的垃圾，对产生的废气成分（不考虑气态有机物）按如图所示的装置进行检验。【实验研究】拉动注射器，让废气依次通过装置。

【实验分析】（1）能证明废气中有水蒸气存在的现象是________；（2）F处的大号注射器，可以引导气体流向，其另一个主要作用是________；（3）【反思评价】小金认为，仅根据E中澄清石灰水变浑浊，无法确定一氧化碳的存在，其理由是________；（4）小金根据D中的粉末由黑色变为红色，得出废气中存在一氧化碳。小丽认为该结论不够严密，若废气中存在氢气也会出现该现象。要使上述结论更加严密，还应添加的一个实验装置及位置是________。【实验结果】经检验，废气中存在CO2、CO、H2O。【答案】（1）A中的固体由白色变蓝色

（2）收集尾气（或储气）

（3）CO2不一定来自CO和CuO的反应，可能是原来的CO2在B装置没有除尽

（4）在DE之间连接盛有无水硫酸铜的U型管（或在DE之间连接A装置）【解析】元素分析是研究有机化合物中元素组成的化学分析方法。分为定性、定量两种。前者用于鉴定有机化合物中含有哪些元素；后者用于测定有机化合物中这些元素的百分含量。例如，被测物质在特殊仪器中燃烧后，可定量地测定成二氧化碳形态的碳、成水形态的氢、成单体形态或氮氧化物形态的氮和成二氧化硫形态的硫等。

【解答】（1）混合气体水蒸气的检测是通过无水硫酸铜来检测的，如果有水存在时，无水硫酸铜则会由白色变成蓝色；

（2）垃圾种含有C、H、O元素，则燃烧后的产物可能是二氧化碳、一氧化碳、水；而一氧化碳是有毒气体，所以实验在种一定要有尾气处理装置，而F处的大注射器处在实验装置的末尾，则其除了引导气体流向外，就是暂时储存尾气；

（3）垃圾种含有C、H、O元素，则燃烧后的产物可能是二氧化碳、一氧化碳、水；如果废气中含有二氧化碳和一氧化碳，则B会变浑浊，但没有吸收二氧化碳的装置，所以即使废气中没有一氧化碳，E中澄清石灰水也会变浑浊；

（4）氢气与氧化铜反应，除了生成的红色的铜外，还会生成水，因此在D装置后加一个检验水的无水硫酸铜即可，如果无水硫酸铜变蓝色，则说明原混合气体中有氢气；

4.（2020·金华·丽水）除H2、CO能还原氧化铜外，CH4及其它一些具有还原性的气体也能与氧化铜发生反应。如：加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O。某拓展小组同学设计了如图所示实验装置(夹持装置省略)，分别对有关气体问题进行探究。请按要求回答相关问题。（1）【探究Ⅰ】对已知气体性质的探究。将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有________(填序号)；①A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质②B装置中的固体由白色变蓝色③C装置中溶液变浑浊（2）【探究Ⅱ】对气体组成的探究。气体X可能由H2、CH4中的一种或两种组成，同学们按如图所示实验装置对其组成进行探究。①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有________；②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，请对此结论作出评价，并说明理由________。（3）【探究Ⅲ】对未知气体的探究。将某火箭燃料X通过如图所示装置，观察到A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色，C装置中溶液不变浑浊。C中导出的气体是空气中含量最多的物质。已知燃料X是由2种元素组成的纯净物，其相对分子质量为32。根据现象及信息推断并写出：A装置中发生反应的化学方程式为________。【答案】（1）①②③

（2）CH4；不合理，因为CH4与氧化铜反应后也生成了水

（3）N2H4+2CuO2Cu+N2+2H2O【解析】（1）氧化铜为黑色固体，铜单质为红色固体；无水硫酸铜粉末为白色，而一旦吸水会变成蓝色的五水硫酸铜晶体；二氧化碳和氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀，根据甲烷和氧化铜的反应产物分析即可；

（2）①氢氧化钙溶液变浑浊，说明有二氧化碳气体产生。氢气中不含碳元素，而甲烷中含有碳元素，因此肯定有甲烷存在；

②固体由白色变成蓝色，说明硫酸铜粉末吸收了水，即反应中有水生成。由于氧化铜中只含有氧元素，所以水中的氢元素肯定来自于气体X，由于氢气和甲烷中都含有氢元素，所以无法判断是否有氢气的存在。

（3）根据反应现象分析火箭燃料X与氧化铜反应的产物，然后根据质量守恒定律确定X的元素组成，并对它的化学式进行推断，最后写出反应的化学方程式。【解答】（1）加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O，

那么将CH4气体按如图所示装置进行规范实验，可观察到的实验现象有：A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质；B装置中的固体由白色变蓝色；C装置中溶液变浑浊，故选①②③。

（2）①C装置中溶液变浑浊，可证明气体X中含有CH4；

②根据B装置中的固体由白色变蓝色的现象，得出气体X中含有H2的结论，我认为这个结论不合理，理由是：CH4与氧化铜反应后也生成了水。

（3）A装置中的黑色粉末变成光亮的红色物质，肯定有铜单质生成；B装置中的固体由白色变蓝色，肯定有水生成；C装置中溶液不变浑浊，肯定没有二氧化碳产生。C中导出的气体是空气中含量最多的物质，肯定有氮气生成。据此可知，反应产物是Cu、H2O和N2。由于氧化铜中只含有Cu和O元素，而X只由两种元素组成，根据质量守恒定律可知，那么X肯定有N和H元素组成。设它的化学式为NxHy，根据它的相对分子质量为32得到：14x+1y=32，解得：x=2，y=4，因此X的化学式为N2H4，那么反应的化学方程式为：N2H4+2CuO2Cu+N2+2H2O.5.（2020·杭州）小金利用图示装置进行“一氧化碳还原氧化铁”及产物检验的实验。实验步骤如下步骤1：连接装置并检查装置的气密性，在确保装置气密性良好的基础上，按图示在各装置中添加药品；步骤2：缓慢推注射器活塞，利用甲酸(一种无色溶液，溶质为HCOOH)与浓硫酸在80℃水浴的条件下制备一氧化碳(反应原理：HCOOHCO↑+H2O)；步骤3：待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下后再点燃酒精灯，当W型管右侧弯管处的氧化铁全部变为黑色时，继续加热2分钟后熄灭酒精灯；步骤4：撤去酒精灯和盛热水的烧杯，用磁铁吸引黑色物质至W型管左侧弯管处进行固体产物的检验。（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到________(填写现象)，说明装置气密性良好。（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是________（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是________【答案】（1）万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱

（2）排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸

（3）有气泡产生，固体有溶解，且溶液呈浅绿色(写出有气泡产生即可)【解析】（1）在注射器活塞的推力作用下，万用瓶中的水会进入导管。如果装置的气密性良好，那么装置内的压强不会改变，因此在外界大气压强作用下托住的水柱长度会保持不变；

（2）一氧化碳中如果混入空气，一旦点燃很容易发生爆炸。利用一氧化碳的压力，将装置内的空气完全排放出去，可以保证加热时的安全性。

（3）铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气，且含有2价铁离子的溶液呈浅绿色。【解答】（1）进行气密性检査时，可在万用瓶中盛适量水，然后推注射器活塞，当观察到万用瓶中的水会进入导管并形成一段稳定的水柱，说明装置气密性良好。

（2）点燃酒精灯前，需要“待万用瓶中澄清石灰水下降至安全线以下”的原因是：排尽W型管内的空气，防止点燃酒精灯进行加热时发生爆炸；

（3）步骤3后，W型管左侧弯管处为反应后得到的稀硫酸，若固体产物全部是铁，步骤4中能观察到的现象是：有气泡产生，固体有溶解，且溶液呈浅绿色。6.（2021·鄞州模拟）如图所示为纯净的CO气体与氧化铜反应制取铜的实验装置。请分析并回答以下问题：（1）在对A中氧化铜进行加热前，需要先通一段时间的CO气体，其目的是________。（2）查阅资料得知：①CO气体与氧化铜反应除生成铜外还可能生成氧化亚铜（Cu2O）；②铜和氧化亚铜均为不溶于水的红色固体；③Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O。小科为了探究反应所得红色固体的成分，进行了如下实验：

实验操作实验现象实验结论步骤取20g红色固体于烧杯中，加入足量稀硫酸________红色固体可能是氧化亚铜，也可能是铜和氧化亚铜步骤将步骤一反应所得的混合物经滤、洗涤、干燥并称量剩余红色固体质量剩余红色固体质量为16g20g红色固体中，铜和氧化亚铜的质量比为________【答案】（1）排尽管中的空气，防止加热时发生爆炸

（2）溶液变为蓝色，红色固体部分溶解；9：16【解析】（1）根据一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸分析；（2）根据氧化亚铜与硫酸反应会生成硫酸铜和铜，结合方程式中固体减少质量是氧化亚铜与铜的质量差，利用方程式计算固体中物质质量比分析。【解答】（1）一氧化碳具有可燃性，与空气混合点燃易发生爆炸，所以对A中氧化铜进行加热前，需要先通一段时间的CO气体，以排尽管中的空气，防止加热时发生爆炸；

（2）红色固体中含有氧化亚铜，因氧化亚铜与硫酸反应会生成硫酸铜和铜，所以加入硫酸后溶液变为蓝色，红色固体部分溶解，20克红色固体反应后剩余16克，

设氧化亚铜质量为x

Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O

固体减少质量

144

64

80

x

4g

144:80=x:4g

x=7.2g，而反应前固体质量为20克，则铜和氧化亚铜的质量比为7.2：（20－7.2）＝9：16.

题组C培优拔尖练1.（2020九上·江北期末）某CuO粉末中混有少量Cu2O，现有一课外活动小组利用下图所示装置测定其中Cu2O的质量。已知在加热条件下，氢气还原氧化亚铜生成铜和水，一氧化碳还原氧化亚铜生成铜和二氧化碳。请根据图示内容回答下列问题：

（1）X是常见还原性气体CO、H2

中的一种，请根据该组合装置判断X的化学式为________。（2）若缺少B装置，将直接导致反应后D装置内的物质的质量________（填“偏大”、“偏小”或“不影响”）。（3）E装置的作用是________。（4）已知反应前CuO和Cu2O的总质量为m1g，完全反应后D中U型管内物质的质量增加了m2g(损失忽略不计)，则原混合物中Cu2O的质量为________g。【答案】（1）H2

（2）偏大

（3）吸收空气中的水蒸气（或防止空气中的水蒸气进入D装置）

（4）（2.25m1-10m2）g【解析】（1）根据各装置的作用分析；

（2）根据氢气中含有水蒸气会使测得生成水的质量偏大分析；

（3）根据空气中水蒸气对实验的干扰分析；

（4）根据方程式中各物质质量关系分析。【解答】（1）由装置组合可知，该反应是验证还原后产生水，则X为氢气；

（2）气体通过氢氧化钠溶液会有水蒸气，若缺少B装置，则会使氢气中含有水蒸气，D中增重质量偏大，；

（3）空气中含有水蒸气会干扰实验，E装置作用是吸收空气中的水蒸气（或防止空气中的水蒸气进入D装置）；

（4）设氧化亚铜质量为x，氢气与氧化亚铜反应生成水的质量为y

则H2＋CuO＝Cu＋H2O

H2＋Cu2O＝2Cu＋H2O

80

18

144

18

m1－x

m2-y

x

y

解得x=（2.25m1-10m2）g

2.某兴趣小组的同学到实验室进行气体性质实验。（1）第一小组同学为检验某CO2气体中是否混有CO和H2，设计了如下的实验装置：请回答：①A装置中发生反应的化学方程式是________。②实验过程中观察到C装置变蓝色，小冯同学由此判断气体中一定混有H2，小汪同学认为不对，理由是________。（2）第二小组的同学探究某混合气体的成分。已知该混合气体中可能含有氢气、一氧化碳和二氧化碳的一种或几种。小组成员没装A装置，直接把混合气体通入灼热的盛有足量氧化铜的试管（已排尽空气），充分反应后，发现管内物质质量减少1.8g，将反应完全后的气体全部通入过量的澄清石灰水，充分反应后，得到10g白色沉淀，则混合气体的成分至少有________种，肯定有的气体是________。【答案】（1）CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O；混合气体中含有水蒸气（2）2；一氧化碳和氢气【解析】（1）①氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水；②还要考虑到原气体中经过氢氧化钠溶液，也会带出水蒸气。（2）先通过白色沉淀推测出一氧化碳气体的存在，在结合氧元素减少的质量判断出是否应该含有氢气。【解答】（1）①氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，故方程式为：CO2＋2NaOH=Na2CO3＋H2O。②氢气还原氧化铜产生铜和水，但原气体中经过氢氧化钠溶液，也会带出水蒸气，而这部分水蒸气并没有先被除去，会对产生的水产生干扰，所以即使C装置变蓝色也不能说明气体中一定混有H2。（2）由质量守恒定律可知，将反应后的气体全部通入过量的澄清石灰水中，充分反应后得到10g白色沉淀，说明通过过量灼热的CuO的试管后二氧化碳的质量为4.4g，所以气体X一定有一氧化碳，可通过二氧化碳的质量计算出此试管内物质减少的氧元素质量应该是1.6g，而试管内实际减少的质量是1.8g，说明还有氢气还原氧化铜使得氧元素的质量减少，因此气体一定含有一氧化碳和氢气两种气体。3.（2021·金华模拟）半水煤气是工业合成氨的原料气，其主要成分是H2、CO、CO2、N2和水蒸气。某科学兴趣小组为检验半水煤气的某些成分，设计的实验方案如图所示。查阅资料可知碱石灰是CaO和NaOH的混合物。回答下列问题：（1）A瓶中产生白色沉淀，其反应的化学方程式是________。（2）D装置中“冰水”的作用是________。（3）实验结果证明有H2、CO、CO2存在，根据实验装置回答，证明CO存在，只需观察到的现象是________。（4）为了测定半水煤气中H2、CO质量的实验方案如下：若步骤Ⅳ中浓硫酸质量增加a克，步骤Ⅴ的KOH溶液质量增加b克，则半水煤气中H2与CO的质量比为________（用含字母a、b的代数式表示）。【答案】（1）CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O