Question

乙醇是以高粱、玉米、薯類等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制得，屬于可再生能源．在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，可節(jié)省石油資源，減少汽車尾氣的污染．2001年4月2日國家技術監(jiān)督局發(fā)布《車用乙醇汽油》國家標準，并于同年4月15日開始實施．

乙醇(C₂H₅OH)完全燃燒時生成CO₂和H₂O．如果氧氣不充足，乙醇燃燒可能還有CO生成．現(xiàn)用下圖裝置進行實驗，確證乙醇燃燒產(chǎn)物中有CO、CO₂和H₂O(注：無水硫酸銅為白色固體粉末，遇水變藍)．

請回答下列問題：

(1)能確證產(chǎn)物中有H₂O的現(xiàn)象是________________________；能確證產(chǎn)物中有CO的現(xiàn)象是________________、________．

(2)實驗時，可觀察到裝置B中石灰水變渾濁，D中石灰水無變化．B裝置的作用是________；C裝置的作用是________；D裝置的作用是________．

(3)若乙醇燃燒產(chǎn)物中CO和CO₂的總質量為25.2g，其中碳元素與氧元素的質量比為2∶5，則參加反應的乙醇的質量為________g，產(chǎn)物中H₂O的質量為________g．

(4)科學家發(fā)現(xiàn)海底埋藏著大量的“可燃冰”甲烷的水合物．質量相等的甲烷和乙醇在氧氣充足的條件下完全燃燒，產(chǎn)生CO₂的質量較多的是________．

(5)此裝置的不足之處是________，如何改進：________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)白色的無水硫酸銅粉末變藍了，能確認產(chǎn)物中有水．能確證CO的現(xiàn)象是：E中的黑色氧化銅粉末變成亮紅色，同時F中的澄清石灰水變渾濁． 　　(2)裝置B是確證燃燒產(chǎn)物中含有CO2，而C裝置中的NaOH溶液要吸收CO2，將產(chǎn)物中的CO2除干凈，防止對CO的確證造成干擾．D裝置的作用是檢驗CO2是否除干凈了(若D中澄清水變渾濁了，說明產(chǎn)物中的CO2沒完全被NaOH吸收，這時裝置C和D可再重復使用)． 　　(3)根據(jù)質量守恒定律可知，乙醇燃燒產(chǎn)物中CO和CO2中所含碳元素的質量全部來自乙醇；產(chǎn)物中水中的氫元素也全部來自乙醇． 　　解：25.2g CO和CO2混合氣體中含碳元素的質量為：25.2g×＝25.2g×＝7.2g 　　設：參加反應的乙醇質量為x，生成水的質量為y 　　根據(jù)關系式：C2H5OH～2C～6H～3H2O 　　　　　　　　　46　　24　　　　54 　　　　　　　　　x　　7.2g　　　　y 　　＝　　　　　　x＝＝13.8g 　　＝　　　　　y＝＝16.2g 　　即參加反應的乙醇質量為13.8g，生成水的質量為16.2g． 　　(4)從化學式看，生成相同質量CO2時甲烷與乙醇的分子個數(shù)比一定為2∶1，此時二者的質量比為：2CH4～C2H5OH～2CO2 　　　　　　　　　　　32　∶　46 　　顯然，相同質量的CH4和乙醇充分燃燒時，甲烷產(chǎn)生的CO2要比乙醇多．(解法很多，正確即可)． 　　(5)此裝置的不足之處是缺少尾氣處理裝置．可將尾氣中的CO燃燒掉或收集起來集中處理． 　　【過程探究】要確認乙醇燃燒產(chǎn)物中有CO、CO2和H2O時，確認的順序和防止相互干擾是設計實驗的關鍵．本題要先通過白色的無水硫酸銅粉末變藍確證水的生成；再通過澄清石灰水的變渾濁確證CO2的存在；確認CO時，是利用CO的還原性，根據(jù)CO加熱時能使黑色CuO變成亮紅色的銅，同時生成能使澄清石灰水變渾濁的CO2氣體的實驗事實確認的．因此，在燃燒產(chǎn)物通過灼熱的CuO之前，必須將CO2除干凈，防止對CO的確認產(chǎn)生干擾，所以在裝置E前，加C和D．

提示：

【設計意圖】通過實驗探究乙醇燃燒產(chǎn)物的過程，考查CO、CO2的性質及運用性質解決實際問題的能力和方法．