Question

【题目】天然气的主要成分是甲烷(CH4),某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你一起参与探究：

[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]甲同学：CO2、H2O；乙同学:CO、H2O；丙同学：NH3、CO2和H2O；丁同学：CO2 、CO和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，将甲烷在定量的O2中燃烧的产物依次通入如图所示的装置中：

(1)A、B装置的顺序能否颠倒?______(填“能”或“否”)。

(2)实验中用纯净的O2而不用空气的原因是______________________________。

(3)实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色，由此推断_____同学的猜想成立。

(4)请写出B中澄清石灰水变浑浊的化学方程式：______________________。

[反思与交流](5)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_________；通过上述探究，写出甲烷燃烧的化学方程式：________________ 。

Answer 1

【答案】丙 不符合质量守恒定律 否 空气中含有CO2和H2O(或干扰对产物的鉴别) 丁 CO2 +Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O 氧气充足 3CH4+5O2=CO2+2CO+6H2O

【解析】

[猜想与假设]根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变，反应物中是甲烷和氧气，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨气，所以丙假设错误，理由是：不符合质量守恒定律；
（1）如果顺序颠倒，由于石灰水中有水，就不能证明混合气体中是否有水，故填：否；
（2）由于空气中含有水分和二氧化碳，用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳，因为到底是混合气体中的水和二氧化碳，还是空气中的水和二氧化碳，无法确定。故填：空气中含有CO2和H2O(或干扰对产物的鉴别)；
（3）A中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水，B中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中含有二氧化碳，B中石灰水有两个作用：验证二氧化碳的存在，除去二氧化碳；D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色说明具有还原性气体，且与氧化铁反应能生成二氧化碳，所以说明混合气体中含有一氧化碳。由此推断丁同学的猜想成立；
（4）B中澄清石灰水变浑浊的反应物是氢氧化钙和二氧化碳，生成物是碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：CO2 +Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

(5)由于可燃物不完全燃烧能生成一氧化碳，污染环境，所以要让可燃物完全燃烧，所以需要充足的氧气；通过上述探究，甲烷燃烧生成水、二氧化碳和一氧化碳，反应的化学方程式为：3CH4+5O2=CO2+2CO+6H2O。