气体混合物成分的探究

实验目的

根据气体的特征反应，设计并完成对混合气体中各成分的检验。

实验原理

水蒸气使白色无水硫酸铜变蓝：CuSO₄ + 5H₂O = CuSO₄·5H₂O。二氧化碳使澄清石灰水变浑浊：CO₂ + Ca(OH)₂ = CaCO₃↓ + H₂O。氢氧化钠溶液可吸收二氧化碳：CO₂ + 2NaOH = Na₂CO₃ + H₂O。一氧化碳能还原氧化铜：CO + CuO =△= Cu + CO₂，生成的二氧化碳再用澄清石灰水检验。

实验器材

• 待检验的混合气体
• 无水硫酸铜
• 澄清石灰水
• 氢氧化钠溶液
• 氧化铜粉末
• 硬质玻璃管
• 洗气瓶
• 酒精灯
• 导管与橡胶管

实验步骤

1. 按顺序连接装置，检查装置的气密性。
2. 先通入无水硫酸铜，观察白色粉末是否变蓝。
3. 再通入澄清石灰水，观察是否变浑浊。
4. 通过氢氧化钠溶液除去二氧化碳，再用石灰水确认已除尽。
5. 把剩余气体通过灼热的氧化铜，观察黑色粉末的变化。
6. 将反应后的气体通入澄清石灰水，并在末端点燃或收集尾气。

实验现象与结论

若无水硫酸铜变蓝，说明含有水蒸气；若第一瓶石灰水变浑浊，说明含有二氧化碳；若黑色氧化铜变红，且后面的石灰水变浑浊，说明含有一氧化碳。检验顺序不能随意调换，否则前一步的试剂会干扰后一步的判断。

注意事项

• 一氧化碳有毒，必须做尾气处理。
• 先通气排净空气，再加热氧化铜。
• 氢氧化钠溶液有腐蚀性，避免接触皮肤。
• 实验结束先停止加热，继续通气至冷却。

常见问题

为什么要先检验水蒸气？

气体通过溶液时会带出水分，若先通过石灰水等溶液再检验水，会无法判断水是否来自原气体。

为什么检验一氧化碳前要除去二氧化碳？

原气体中的二氧化碳会干扰后面对生成物二氧化碳的判断，必须先除尽并确认。