Question

水田或池塘里常常冒出一些氣泡，其中含有甲烷，通常也稱為沼氣．幾位同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，請你一起參與：
【收集氣體】他們設(shè)計(jì)了如下圖所示的取氣方法：將空的塑料瓶裝滿水，倒放在池塘中，瓶口對準(zhǔn)水底冒出的氣泡進(jìn)行收集，由于瓶口太小不便于收集，在不換瓶的情況下，你的改進(jìn)方法是瓶口處添加下列儀器中

 

（選填一種儀器名稱）．

【提出問題】甲烷燃燒后生成的產(chǎn)物是什么？
【查閱資料】①含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO₂，不完全燃燒生成CO；
②無水CuSO₄遇水變藍(lán)．
【猜想假設(shè)】甲、乙、丙三位同學(xué)各自提出了自己的猜想：
甲：甲烷燃燒后生成的產(chǎn)物是CO₂、CO、H₂O
乙：甲烷燃燒后生成的產(chǎn)物是CO、H₂O
丙：甲烷燃燒后生成的產(chǎn)物是NH₃、CO₂、H₂O
請?zhí)岢瞿愕囊环N合理的猜想：甲烷燃燒后生成的產(chǎn)物是

 

．
你認(rèn)為

 

同學(xué)的猜想一定是錯(cuò)誤的，理由是

 

．
【實(shí)驗(yàn)探究】為了驗(yàn)證上述猜想與假設(shè)，將純凈的甲烷氣體在一定量的O₂中燃燒的產(chǎn)物依次通過下列裝置：

（1）A、B裝置的順序能否顛倒？（填“能“或“否”）

 

．
（2）實(shí)驗(yàn)中觀察到A中無水CuSO₄變藍(lán)，B中澄清石灰水變渾濁，C中紅色固體變成黑色，D中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是

 

．由此推斷

 

同學(xué)猜想成立．
（3）請寫出裝置C中紅色固體變成黑色的化學(xué)方程式：

 

．
【反思交流】
為避免有毒的CO污染環(huán)境，所以含碳物質(zhì)的燃燒必須滿足的條件是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常用氣體的收集方法,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：科學(xué)探究

分析：【猜想與假設(shè)】：根據(jù)質(zhì)量守恒定律考慮；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）根據(jù)顛倒后的后果考慮；
（2）根據(jù)無水CuSO₄變藍(lán)，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色分析出氣體成分；
（3）根據(jù)題中信息寫出化學(xué)方程式；
【反思交流】
根據(jù)促進(jìn)可燃物燃燒的條件考慮．

解答：解：
【猜想與假設(shè)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變，反應(yīng)物中是甲烷和氧氣，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨氣，所以丙假設(shè)錯(cuò)誤；
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）如果順序顛倒，由于石灰水中有水，就不能證明混合氣體中是否有水；
（2）A中無水CuSO₄變藍(lán)說明混合氣體中有水，B中石灰水變渾濁說明混合氣體中含有二氧化碳，B中石灰水有兩個(gè)作用：驗(yàn)證二氧化碳的存在，除去二氧化碳；C中紅色粉末變成黑色說明具有還原性氣體，且與氧化鐵反應(yīng)能生成二氧化碳，所以說明混合氣體中含有一氧化碳；因此D中澄清石灰水變渾濁，甲同學(xué)猜想成立；
（3）C中紅色粉末變成黑色的反應(yīng)物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO 

高溫  .

2 Fe+3CO₂；
【反思交流】
由于可燃物不完全燃燒能生成一氧化碳，污染環(huán)境，所以要讓可燃物完全燃燒，所以需要充足的氧氣．
答案：
【猜想與假設(shè)】三角漏斗   CO₂、H₂O    丙        元素在化學(xué)反應(yīng)中種類不變                   
【實(shí)驗(yàn)探究】
（1）否；                       
（2）澄清石灰水變渾濁； 甲；
（3）Fe₂O₃+3CO 

高溫  .

2 Fe+3CO₂；
【反思與交流】充足的氧氣．

點(diǎn)評：解答本題的關(guān)鍵是要知道無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色說明有水生成，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，還要知道一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳．