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专题五--实验探究五有关废气(尾气)成分分析及处理的探究


2013 年中考复习专题----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 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,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】 Ⅰ、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。 Ⅱ、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、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】

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(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 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。 强化训练 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:①CO 和 CO2;②只有 CO2; ③_______________。 【实验探究】该同学为了验证自己的猜想,用下列装置进行实验:

①装置 B 中氢氧化钠溶液的作用是_______________________________。 ②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__________。 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Ⅰ:只有氢气; 猜想Ⅱ:只有一氧化碳; 猜想Ⅲ:_________________________。 【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。 【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】 现象 ①装置 A 质量增加, 装置 B 质量无变化 ②装置 A 质量________,装置 B 质量增加 ③装置 A 质量增加,装置 B 质量_________ 结论 猜想______成立 猜想Ⅱ成立 猜想Ⅲ成立

【分析讨论】 (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
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______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)。 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===K2SO4+2MnSO4+2X ”。这个化学方程式中最后一 种物质 X 的化学式是_____________。 (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。 【实验探究】 (3)甲同学: “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):

【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 ___________________________________________________________。 7.几位同学对蜡烛燃烧火焰的焰心进行了以下探究,请你完成其中的步骤: (1)点燃蜡烛,将一根小木条迅速平放入火焰中,约 1 s 后取 出,现象如上图 A,这证明焰心_____________。 (2)向焰心斜向插入一支细短玻璃管,发现玻璃管中无明显 现象(如上图 B),在玻璃管的上口点燃,上口产生火焰,这 就可以说明焰心物质的性质是________、_________。

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(3)猜想和验证。 猜想 操作 现象 结论 假设①不成立 _____________ 假设①: 在未点燃的短玻管上口 ___________ 焰心气体 CO2 ___________________________ 假设②: 焰心气体 CO 用表面烧黑的灼热铜丝迅速插 烧黑的铜丝变成红色 入短玻璃管上口

取一较长的细玻璃管, 用湿冷毛 假设③: 巾包住中部, 将玻璃管下端插入 ___________ 焰心气体含石 假设③成立 焰心,上端试用火焰点燃 蜡蒸气 ____________________ 取下长玻璃管,打开湿毛巾 (4)若蜡烛的分子式用 CxH4y 表示,则其燃烧的化学方程式为: ___________________________________。 8.(2012 年山东济宁)(1)水煤气是将水蒸气通过灼热的焦炭而生成的气体,主要成分是一氧 化碳、氢气及少量的二氧化碳和水蒸气。 某课题组同学为验证水煤气的成分,做了以下准备。 Ⅰ、资料收集:① H2+CuO ===== Cu+H2O; ② CO+CuO=====Cu+CO2; ③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。 Ⅱ、设计实验装置。

请分析上面信息后回答: 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实验中两次用到装置 A,其目的分别是___________________________________________ _________________________; 请你设计一种尾气处理方案: ___________________________。 (2)不少家庭养观赏鱼,有时会在鱼缸里放点“鱼浮灵”,可使水中的含氧量迅速增加,“鱼浮 灵”的化学名称是过氧碳酸钠(俗称固体双氧水,化学式 2Na2CO3?3H2O2)。常温下,过氧碳 酸钠易溶于水并迅速放出氧气,能有效地提高水生动物的成活率。 ①请设计实验验证“鱼浮灵”的供氧原理。 实验操作 现象 结论

_________________________________________ __________________ __________________ _________________________________________ _________________ ________________ ②为证明“鱼浮灵”供氧后所得溶液的主要成分,还应补充实验: ___________________________________________。

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