Question

【題目】天然氣的主要成分是甲烷(CH4),某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，請(qǐng)你一起參與探究：

[提出問(wèn)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(wú)水CuSO4遇水變藍(lán)。

[猜想與假設(shè)]甲同學(xué)：CO2、H2O；乙同學(xué):CO、H2O；丙同學(xué)：NH3、CO2和H2O；丁同學(xué)：CO2 、CO和H2O。

你認(rèn)為 _____同學(xué)的猜想是錯(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)，將甲烷在定量的O2中燃燒的產(chǎn)物依次通入如圖所示的裝置中：

(1)A、B裝置的順序能否顛倒?______(填“能”或“否”)。

(2)實(shí)驗(yàn)中用純凈的O2而不用空氣的原因是______________________________。

(3)實(shí)驗(yàn)中觀察到A中無(wú)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，由此推斷_____同學(xué)的猜想成立。

(4)請(qǐng)寫(xiě)出B中澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式：______________________。

[反思與交流](5)為避免有毒的CO污染環(huán)境，所以含碳元素的物質(zhì)燃燒必須滿足的條件_________；通過(guò)上述探究，寫(xiě)出甲烷燃燒的化學(xué)方程式：________________ 。

Answer 1

【答案】丙 不符合質(zhì)量守恒定律 否 空氣中含有CO2和H2O(或干擾對(duì)產(chǎn)物的鑒別) 丁 CO2 +Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 氧氣充足 3CH4+5O2=CO2+2CO+6H2O

【解析】

[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，理由是：不符合質(zhì)量守恒定律；
（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，故填：否；
（2）由于空氣中含有水分和二氧化碳，用空氣就無(wú)法驗(yàn)證混合氣體中是否含有水和二氧化碳，因?yàn)榈降资腔旌蠚怏w中的水和二氧化碳，還是空氣中的水和二氧化碳，無(wú)法確定。故填：空氣中含有CO2和H2O(或干擾對(duì)產(chǎn)物的鑒別)；
（3）A中無(wú)水CuSO4變藍(lán)說(shuō)明混合氣體中有水，B中澄清石灰水變渾濁，說(shuō)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；D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色說(shuō)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(shuō)明混合氣體中含有一氧化碳。由此推斷丁同學(xué)的猜想成立；
（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，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO2 +Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

(5)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；通過(guò)上述探究，甲烷燃燒生成水、二氧化碳和一氧化碳，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CH4+5O2=CO2+2CO+6H2O。