实验探究五
有关废气(尾气)成分分析及处理的探究
中考化学总复习
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，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】
(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。
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：①CO 和 CO2；②
只有 CO2；③____________。
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__________。
吸收二氧化碳(或除去二氧化碳)
澄清石灰水变浑浊
Ca(OH)2＋CO2===CaCO3↓＋H2O
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。
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Ⅰ
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________。
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。
SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O
【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)：
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，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】
①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。

②二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。
③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：

____________________________________
。
③或⑤
②
CaCO3＋2HCl===CaCl2＋H2O＋CO2↑
(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：
①是碳酸；②是氢氧化钠；③是碳酸钠。
①②
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
③
【反思与交流】
①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：___________________________________________。
②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
Fe2O3＋3CO=====2Fe＋3CO2
________________________________。
(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
的化学方程式：_________________________________
高温
【反思与交流】为避免有毒的 CO 污染环境，所以含碳元素
的物质燃烧必须满足的条件是___________。
否
空气中含有 CO2
和 H2O
CO2＋Ca(OH)2===CaCO3↓＋H2O
丁
氧气充足
6．(2012 年江苏宿迁)水田或池塘里常常冒出一些气泡，几
位同学决定弄清这种气泡的成分，请你与他们一起完成如下探
究：
【收集气体】他们设计了如右图所示的取气方法：将空的塑
料瓶装满水， 倒放在池塘中，瓶口对准水底冒出的气泡进行收
集，由于瓶口太小不便于收集，在不换瓶的情况下，你的改进方
法是_______________________________。
【查阅资料】收集的气体可能是 CH4、CO2、CO 中的一种
或几种，其中 CH4、CO 是难溶于水的可燃性气体。
在瓶口插一个倒扣的漏斗
【实验探究】如下图 1，将塑料瓶 A 中收集到的气体依次通
入 B、C 中，在 D 处点燃。
图 1
图 2
(1)要将 A 中的气体通入后面的装置中，应选上图 2 中的
________(填序号)。
②
(2)若 B 中石灰水变浑浊，则说明 A 中含有________气体。

(3)装置 C 作用是__________________________________。
(4)若 D 处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，有同
学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有 CH4，理由是__
__________________________________，要排除这种干扰可采取
的措施是________________________________________________
_________。
CO2
除去气体中没有反应的二氧化碳
水雾有可能是从 B、C 溶液中带出去的
在 C 装置后加一个盛浓硫酸的洗气瓶(或盛碱石灰的
干燥管)
(5)采取(4)中的排除干扰措施后，在 D 处倒扣涂有澄清石灰
水的烧杯，出现浑浊， 再在 D 处倒扣干冷的烧杯，若杯壁有水
雾，则证明 A 中肯定含有__________，若杯壁无水雾，则证明 A
中肯定含有________________。
一氧化碳(CO)
甲烷(CH4)
(6)经进一步探究得知，收集的气体是 CH4、CO2、CO 的混

合物，这几位同学拟用下图装置，粗略测定取样气体中 CO2 的含

量。


装置 E 中发生的反应方程式是：________________________

______；若取样气体为 100 mL, 装置 G 读数为 65.0 mL，则取样
气体中 CO2 体积含量约为______%。
35
2NaOH＋CO2===Na2CO3
＋H2O
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________、_________。
可燃性
温度最低
气体
(3)猜想和验证。
罩一个涂有澄清石灰水的小烧杯
不变浑浊
假设
②成
立
不能点燃
导管中部有
白色固体
CxH4y＋(x＋y)O2=====xCO2＋2yH2O
为：___________________________________。
(4)若蜡烛的分子式用 CxH4y 表示，则其燃烧的化学方程式
点燃
CuO=====Cu＋CO2；③无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色。
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 ： ①H2 ＋ CuO ===== Cu ＋ H2O ； ②CO ＋
△
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
______________________________；
H2O、CO2、H2、CO
② 装置 C 的目 的是__ ___________ ，装 置 D 的作 用是
____________________；
除去水蒸气
吸收二氧化碳
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。
黑色变成红色
验证水煤气含有
水蒸气;通过验证生成物中有水蒸气来证明水煤气中含有氢气
将玻璃管改成尖嘴导管并点燃尾气
①请设计实验验证“鱼浮灵”的供氧原理。
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：______________________________________。
取少量的过氧碳酸钠于试
管中，加入少量的水，将

带火星的木条伸入试管
带火星的木条复
燃
过氧碳酸钠易溶于
水并迅速放出氧气
向溶液中滴入稀盐酸，有气泡产生
9．兴趣小组同学为了弄清即将维修的沼气池中气体的成分，
进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动。
【收集气体】将不加盖的矿泉水瓶装满水，用细绳吊入池中，
再用木棍拨动使瓶中的水全部倒出(如下图)，然后迅速拉起矿泉
水瓶，盖上瓶盖。这种方法属于________集气法。
排水
【提出猜想】猜想Ⅰ：全部是 CH4；猜想Ⅱ：全部是 CO；
猜想Ⅲ：全部是 CO2；猜想Ⅳ：是 CH4 和 CO2 的混合气体。
【实验和推断】
(1) 若“现象a”为石灰水变浑浊 ，则说明气体中含有
________。
CO2
(2)步骤②的目的是_____________________________________；
步骤③“注水装置”应选下图中的________(填序号)。
B
除去收集到(或矿泉水瓶中)的气体中的CO2
CH4＋2O2=====CO2＋2H2O
Ⅳ”成立，其反应方程式为：____________________________；
(3)若“现象 b”为杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想Ⅰ或
点燃
另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有氢元素，
理由是____________________________；要排除这种干扰可采取
的措施是________________________________________________
________________________________________________。
收集的气体中本身含有水蒸气
在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置(或加装一个装
碱石灰的干燥管，或加装一个装浓硫酸的洗气瓶)
(4)采取(3)中的排除干扰措施后：若“现象 a、b”无明显现
象，“现象 c”石灰水变浑浊，则证明“猜想______”成立；若
“现象 a、c”均为石灰水变浑浊，“现象 b”为杯壁有水雾，则
证明“猜想________”成立。第三部分 中考经典易错题型
Ⅱ
Ⅳ