实验现象

在温度为120℃时，由三种气体组成的混合气体，进行如动画所示实验。A处玻管内固体逐渐变成蓝色；C处玻管内固体逐渐变红色；管壁有水珠出现；D处烧杯内石灰水变混浊。

实验问题

试写出原组成混合气体中，三种气体的化学式是：CO、H₂、H₂O

实验分析

A处无水硫酸铜原为白色，遇水后会变成蓝色，说明原混合气体中有水蒸气。从氧化铜变红，说明有还原性气体，常见的还原性气体有H₂、CO等，因为管壁有水珠出现，可以确定混合气体中有H₂（原有水蒸气通过B时，已被固体氢氧化钠吸收）， ，但不能因此而否定CO的存在。从D处烧杯内石灰水变混浊，推知是CO₂气体与石灰水反应的结果，但这CO₂气体不可能来自于原混合气体中，因为B装置内有固体氢氧化钠，若有CO₂ 气体会被氢氧化钠所吸收，通入石灰水中的CO₂必然是某种气体与氧化铜反应的产物，这种气体是CO,。

1. 有氢气、甲烷、一氧化碳三种气体。将它们分别点燃，并使燃烧后的产物依次通过无水硫酸铜和澄清石灰水。各自的实验现象如下表所述，请在表格中写出相应气体的化学式。

         试题难度：易

2. 通常状况下，人体呼出气体中部分气体的含量和空气中部分气体的含量如下表所

示。（注：含量指各组分的体积分数）

请设计实验并完成下列实验报告，验证氧气和水蒸气在空气中和人体呼出气体中含量的不同。（使用的仪器和药品可以任意选择，实验室备有刚收集好的呼出气体一瓶）

          试题难度：中

               气相色谱仪PGC在鉴别天然气与地下沼气中的应用

一、 引言
    燃气检漏工作过程中，“泄漏气体种类鉴别与分析”是非常重要的一个工作环节，执行好这一工作步骤，可以防止误测误挖，避免不必要的开挖费用和对路面的破坏。气体种类的鉴别与分析应根据气源种类的不同采取相应的技术手段以及仪器设备。对于先前城市中所使用的管道煤气来说，我们可以采用检测一氧化碳的办法来区分是管道煤气还是地下沼气。然而，目前大多数城市已经使用上了洁净、高热值的天然气，而使用管道煤气的城市也正在逐步置换为天然气。因此，采用先前检测一氧化碳的方法来区分气体种类已经不能适应于天然气，因为天然气中不含一氧化碳。如何来鉴别天然气和沼气呢？让我们来看一下天然气和沼气的气体组分
天然气组分：CH₄  C₂H₆  C₃H₈  C₄H₁₀  CO₂  N₂ 

        沼气组分：  CH₄   N₂     NH₃   H₂S   CO₂
    从上面的气体组分中可以看到，天然气中含有甲烷（CH₄）、乙烷（C₂H₆）以及其它碳氢化合物等；沼气中仅含有甲烷（CH₄）及其它气体。该两种气体组分的最大区别在于天然气中含有乙烷，而沼气中不含乙烷。我们可以通过检测泄漏气体中是否含有乙烷成分来区分气体的种类。如果检测出乙烷成分，肯定是天然气，否则是地下沼气。然而，要完成这项气体检测分析工作，必须运用色谱分离法。随着科学技术的进步，现在已经面世的燃气行业专用气相色谱仪PGC就能轻而易举地完成这项工作。

二、气相色谱仪PGC工作原理
图1是PGC测量原理示意图：
 

图1

    在进行测试的时候，气样和从进气孔进入的空气一并被吸入（空气起到一个载体的作用，并且空气必须是新鲜的，这一点可通过在进气孔上插入一根长约4米的软管非常容易做到。），然后让气体通过一个分离柱。
因为混合气体的不同气体组分在分离柱中停留的时间长短不同，一般比重小的优先于比重大的气体先分离出色谱柱。所以这样就可以用一种监测设备把不同的气体组分从时间上进行分离。
传感器置于测量室里面。从测试开始到混合气体的不同组分先后离开测量室，这段时间被称为停滞时间。
停滞时间对混合气体的不同组分是不一样长的。通过对停滞时间的测量，我们就可以知道混合气体里的各种组分。
   图2是PGC的色谱分离图：

                图2

    图2为理想的色谱分离图，标出的时间是停滞时间。气体色谱分离图，也称为测量结果，它由基线（也称为零线）和一些峰值组成。每个峰值代表了混合气体的每个组分。从图表上得出每个峰值出现的时间，就可以把得到的停滞时间和气体组分一一对应起来。
    甲烷的峰值出现在大概30秒左右，后面跟着的峰值是乙烷。该图是对天然气的测量结果，如果气样为沼气，则只有甲烷峰值，而无乙烷峰值。