Question

天然气的主要成分是甲烷（CH₄），我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝．
【猜想与假设】甲：CO₂、H₂O；乙：CO、H₂O；丙：NH₃、CO₂、H₂O； 丁：CO₂、CO、H₂O．
你认为

 

同学的猜想是错误的，理由是

 

．
【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：
（1）若实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、E中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断

 

同学猜想成立，请写出甲烷在此时燃烧的化学方程式

 

．
（2）A、B装置的顺序不能颠倒，其理由是

 

，C装置的作用是

 

；
【反思与交流】为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是

 

．

Answer 1

分析：【猜想与假设】
化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类和个数不变；
【实验探究】
（1）无水硫酸铜是白色的，能和水反应生成蓝色的五水硫酸铜，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳能和氧化铁反应生成铁和二氧化碳；
（2）气体通过溶液时，能够带出水蒸气，氢氧化钠溶液能够吸收二氧化碳，氢氧化钠和二氧化碳反应能生成碳酸钠和水；
【反思与交流】
要使燃料充分燃烧，必需有充足的氧气．

解答：解：【猜想与假设】
甲烷燃烧不能生成氨气，因为反应物中不含有氮元素，所以不可能生成含有氮元素的氨气．
故填：丙；化学反应前后元素的种类不变． 
【实验探究】
（1）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，说明甲烷燃烧生成了水；B中澄清石灰水变浑浊，说明甲烷燃烧生成了二氧化碳；E中澄清石灰水变浑浊，D中红色粉末变成黑色，说明甲烷燃烧生成了一氧化碳，由此可知，因为燃烧生成了一氧化碳、二氧化碳和水，丁同学的猜想成立；甲烷在此时燃烧的化学方程式为：4CH₄+7O₂

点燃  .

2CO₂+2CO+8H₂O．   
故填：丁；4CH₄+7O₂

点燃  .

2CO₂+2CO+8H₂O．    
（2）如果A、B装置的顺序颠倒，则混合气体从B中出来后，会带上水蒸气，再通过A装置时，如果无水硫酸铜变蓝色，使硫酸铜变蓝色的水可能是甲烷燃烧产生的，也可能是从石灰水中挥发出来的，也可能是二者都有，这样就影响了水的鉴别．
故填：澄清石灰水能挥发出水蒸气，会影响水的鉴别．    
 C装置中氢氧化钠溶液的作用是除去二氧化碳，以免对一氧化碳的鉴别造成干扰．
故填：除去二氧化碳，以免对一氧化碳的鉴别造成干扰．   
当氧气充足时，含碳元素的物质完全燃烧能生成二氧化碳，不能生成一氧化碳．
故填：有充足的氧气．

点评：含有碳元素的物质燃烧时，如果燃烧充分，生成二氧化碳，如果燃烧不充分，会生成一氧化碳，这样不仅浪费燃料，还会污染环境．