Question

【題目】可燃冰是一種新型能源，在我國南海儲量很高,其主要成分為甲烷(CH4),CH4能還原CuO,某化學興趣小組同學設計實驗探究CH4還原CuO的反應。

（提出問題） CH4還原CuO的反應產物是什么?

（查閱資料）①白色的無水硫酸銅固體遇水變藍色;②氧化亞銅(Cu2O)和銅均為紅色固體，且Cu2O能和稀硫酸反應,反應的化學方程式為 。

（實驗探究）

(1)實驗開始時,應進行的操作是___________(填字母)。

a 先通純凈的甲烷,后加熱氧化銅

b 先加熱氧化銅,后通純凈的甲烷

(2)點燃酒精燈,通入足量的甲烷,一段時間后B裝置內的現象是黑色固體變為紅色，證明有銅生成。

(3)反應過程中,C裝置中白色的無水硫酸銅固體變藍色,證明有_________________生成。

(4)D裝置內澄清石灰水變渾濁,證明有__________________生成，澄清石灰水變渾濁的化學方程式為______________________。

（實驗反思）

(5)濃硫酸的作用是______________________。

(6)實驗過程中可能會產生一氧化碳，從環保角度考慮,你認為如圖實驗需要改進之處是___________。

（實驗拓展）

(7)實驗結束后小可認為B裝置內的紅色固體可能是氧化亞銅,為驗證其猜想,小可設計如下實驗方案:

實驗操作	現象	結論
取少量紅色固體于試管中,加入過量的稀硫酸	___________	紅色固體是Cu2O

小紅認為小可的結論不合理,因為B裝置中的紅色固體可能是Cu和Cu2O的混合物,于是她進行了以下實驗:稱取m g紅色固體于試管中,加入過量的稀硫酸充分反應,然后過濾、洗滌、干燥稱量,得到ng固體。當n>__________,(含m的代數式)時,證明小紅的猜想合理。

Answer 1

【答案】a 水 二氧化碳 于燥甲烷氣體(或除去甲烷中的水蒸氣) 在D裝置右側導管口處放一盞燃著的酒精燈(或系一只氣球) 溶液變藍色,有紅色固體剩余 4m/9

【解析】

實驗探究：（1）甲烷具有可燃性，混有一定量的空氣遇明火會發生爆炸，故應先通純凈的甲烷，將裝置內的空氣排盡，后加熱氧化銅。

故選a；

（3）無水硫酸銅遇水變藍，無水硫酸銅固體變為藍色，說明有水生成；

（4）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故D裝置內澄清石灰水變渾濁,證明有二氧化碳生成；

澄清石灰水變渾濁，是因為氫氧化鈣能與二氧化碳反應生成碳酸鈣和水，該反應的化學方程式為：；

實驗反思：（5）濃硫酸具有吸水性，且濃硫酸與甲烷不反應，故濃硫酸的作用是：干燥甲烷氣體；

（6）一氧化碳有毒，排放到空氣中會污染空氣，故應增加尾氣處理裝置，應在D裝置右側導管口處放一盞燃著的酒精燈(或系一只氣球)；

實驗拓展：（7）結論為：紅色固體是Cu2O，Cu2O能和稀硫酸反應，反應的化學方程式為，銅不與稀硫酸反應，故實驗現象為：溶液變藍色,有紅色固體剩余；

若mg紅色固體全部是Cu2O，，故最后得到的固體是銅，設生成銅的質量是x

x=4m/9。

氧化亞銅反應生成銅，質量減小，故若n=4m/9，則紅色固體全部是氧化亞銅，如果n＞4m/9

，則紅色固體是銅和氧化亞銅的混合物，故填：4m/9。