题目内容
【题目】甲、乙两位同学查阅资料知: CH4 和CO两种气体均具有可燃性和还原性。他们想对CH4的还原性进行研究。
[提出假设]他们对CH4还原CuO的产物提出了以下假设：
假设1: Cu、 CO、CO2
假设2: Cu、 CO、H2O
假设3: Cu、 CO2、 H2O
假设4: Cu、CO、CO2、H2O
其中假设_____不合理， 原因是_____。
[设计实验]为了判断其它几种假设的合理性，他们设计了以下几个实验步骤：
①通入CH4；②停 止通CH4；③点燃酒精灯加热； ④停 止加热；⑤检验甲烷的纯度；⑥继续通入甲烷，直至装置冷却。其合理的操作顺序是（填序号）_____。
[进行实验]
（1）甲同学用以下装置进行定性检验（假设药品都是足量的）。已知:白色的无水硫酸铜粉末遇水变蓝，氢氧化钠溶液可以吸收CO2，浓硫酸可以吸收水蒸气。
为了尽可能多地检验出CH4还原CuO的产物，则装置正确的连接顺序是（填写字母，装置可重复使用）: A→B→_____→_____ →_____→G→B→_____→_____。
（2）乙同学用以下装置进行定量测定（假设药品都是足量的）。实验过程中记录的数据如下。
装置序号 | M | N | P |
实验前装置的质量 | 150 | 156.6 | 256.8 |
实验后装置的质量 | 145.6 | 159.3 | 259.0 |
由以上数据可推测，假设_____合理， 化学方程式为_____。
【答案】1 生成物中没有氢元素 ⑤①③④⑥② C E F E D 4 2CH4+7CuO
7Cu+CO+CO2+4H2O
【解析】
提出假设：
甲烷中含有氢元素，生成物应该含有氢元素，故假设1不正确，理由是生成物中没有氢元素；
设计实验：
甲烷是可燃性气体，在加热前先检验气体的纯度，完成有气体参加反应的实验时，要检查装置的气密性，因为甲烷是可燃性气体，为了防止发生爆炸，加热反应物前一定要排除装置里的空气，反应完成后，还有继续通入甲烷，直至装置冷却，防止被还原的物质重新被氧化；其合理的操作顺序是⑤①③④⑥②；
进行实验：
（1）产物可能有水，所以首先检验水，B装置连接C；二氧化碳可澄清石灰水检验，C装置连接E；再用F吸收过量的二氧化碳，再用浓硫酸吸收水蒸气，再将气体通过B检验一氧化碳，再将气体通过E检验是否有二氧化碳生成，最后用装置D处理尾气。为了尽可能多地检验出CH4还原CuO的产物，则装置正确的连接顺序是（填写字母，装置可重复使用）: A→B→C→E→F→G→B→E→D。
（2）M装置减少的质量是参加反应氧化铜中的氧元素质量，N装置增加的质量是生成的水的质量，P装置增加的质量是生成的二氧化碳的质量；由表格数据可得，参加反应的氧元素的质量为150g-145.6g=4.4g，生成水的质量为159.3-156.6=2.7g，生成二氧化碳的质量为：259g-256.8g=2.2g，水和二氧化碳中含氧元素的质量共为：
，由此推断还生成一氧化碳，故猜想4正确，化学方程式为：2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O。
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