Question

達州盛產(chǎn)天然氣，有“中國氣都”之稱的美譽．天然氣的主要成分是甲烷（CH₄），我�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，請你參與：
【提出問題】：甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？
【查閱資料】：含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO₂，不完全燃燒生成CO；無水CuSO₄遇水變藍．
【猜想與假設(shè)】：甲：CO₂和H₂O；乙：CO 和H₂O；丙：NH₃和CO₂和H₂O；�。篊O₂和CO和H₂O
你認為

 

同學(xué)的猜想是錯誤的，理由是

 

．
【實驗探究】：為了驗證上述猜想與假設(shè)，將甲烷在一定量的O₂中燃燒的產(chǎn)物依次通過如圖所示裝置：

（1）A、B裝置的順序能否顛倒？（填“能“或“否”）

 

．
（2）實驗中用純凈O₂而不用空氣的原因是

 

；
（3）實驗中觀察到A中無水CuSO₄變藍，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色，由此推斷

 

同學(xué)猜想成立．
（4）請寫出C中紅色粉末變成黑色的化學(xué)方程式：

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質(zhì)的性質(zhì)或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,一氧化碳的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、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；
【實驗探究】
（1）根據(jù)顛倒后的后果考慮；
（2）根據(jù)空氣與純凈氧氣的區(qū)別考慮；
（3）根據(jù)無水CuSO₄變藍，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；
（4）根據(jù)方程式的寫法考慮．

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)錯誤；
【實驗探究】
（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）由于空氣中含有水分和二氧化碳，用空氣就無法驗證混合氣體中是否含有水和二氧化碳，因為到底是混合氣體中的水和二氧化碳，還是空氣中的水和二氧化碳，無法確定；
（3）A中無水CuSO₄變藍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中石灰水有兩個作用：驗證二氧化碳的存在，除去二氧化碳；D中澄清石灰水變渾濁，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；
（4）B中澄清石灰水變渾濁的反應(yīng)物是氫氧化鈣和二氧化碳，生成物是碳酸鈣沉淀和水，碳酸鈣后面標上沉淀符號；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，用得失氧進行配平，反應(yīng)條件是高溫，寫在等號的上邊．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)】
丙           化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變而反應(yīng)前不含氮元素，生成物中不可能生成氨氣
【實驗探究】
（1）否                        
（2）空氣中含有CO₂和H₂O干擾對產(chǎn)物的鑒別
（3）丁                                   
（4）Fe₂O₃+3CO

高溫  .

  2Fe+3CO₂

點評：解答本題的關(guān)鍵是要知道無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{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．