题目内容

【题目】某化学兴趣小组同学,在学习了化石燃料后,对天然气的主要成分甲烷,燃烧后得到的气体是什么产生了兴趣,他们收集了一些甲烷燃烧后的气体,请你参与探究并回答下列问题。

(查阅资料)

甲烷充分燃烧的化学方程式为_____;也可能不充分燃烧生成CO

白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝色;浓硫酸可以吸收水分,做干燥剂。

甲烷也具有还原性,在高温下可以与铁、铜等的金属氧化物反应生成对应金属单质和二氧化碳、水。

(提出问题)

甲烷燃烧后得到的气体中有哪些成分?

(猜想假设)

猜想ICO

猜想Ⅱ:CO2

猜想Ⅲ:CO2CO

(实验设计)

将甲烷燃烧的产物依次通过A-E装置进行实验:

观察到的实验现象如下:

1A中澄清石灰水变浑浊,相关反应方程式为_____

2C_____

3D中澄清石灰水变浑浊。

(实验结论)

根据以上实验现象可推断出猜想Ⅲ成立。

(反思交流)

有同学认为实验设计不合理,因为可能会有没烧完的甲烷对实验产生干扰。同学们经过讨论,在原有实验装置的基础上进行了改进:在BC装置之间添加一个_____(填字母序号,下同)装置,在CD装置之间添加一个_____装置。

重新实验后,两个新加的装置都无明显现象,其他装置的现象与上次实验相同。充分证明猜想Ⅲ成立。

(拓展延伸)

在装置末端“?”处应连接(放置)一个_____进行尾气处理,处理尾气的原因是_____

【答案】 红色粉末变成黑色 G H 燃着的酒精灯 一氧化碳有毒,会污染空气

【解析】

探究天然气燃烧后得到的气体。

查阅资料:

甲烷充分燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为;也可能不充分燃烧生成CO

白色无水硫酸铜粉末遇水变蓝色;浓硫酸可以吸收水分,做干燥剂。

甲烷也具有还原性,在高温下可以与铁、铜等的金属氧化物反应生成对应金属单质和二氧化碳、水。

提出问题:

甲烷燃烧后得到的气体中有哪些成分?

猜想假设:

猜想ICO

猜想CO2

猜想CO2CO

实验设计:

将甲烷燃烧的产物依次通过A-E装置进行实验:

A装置澄清石灰水检验有无二氧化碳,若澄清石灰水变浑浊,说明含有二氧化碳,若无明显变化,则无二氧化碳;

B装置氢氧化钠溶液吸收二氧化碳;

C装置、D装置利用一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳,通过氧化铁颜色的变化、澄清石石灰水的变化来检验有无一氧化碳;

E装置位置,待定;

观察到的实验现象如下:

1A中澄清石灰水变浑浊,说明含有二氧化碳,二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,反应方程式为

2C中红色粉末变成黑色;

3D中澄清石灰水变浑浊。

实验结论:

根据以上实验现象可推断出猜想成立。

反思交流:

有同学认为实验设计不合理,因为可能会有没烧完的甲烷对实验产生干扰。同学们经过讨论,在原有实验装置的基础上进行了改进:在BC装置之间添加一个G装置,吸收气体中的水蒸气,在CD装置之间添加一个H装置,这样添加的原因是G装置吸收了气体中的水蒸气,若混合气体中含有甲烷气体,甲烷与氧化铁在C装置中反应会生成水,H装置中无水硫酸铜吸收水分,由白色变成蓝色,H装置没有变化,说明没有甲烷。实验显示H装置中无水硫酸铜颜色不改变,则说明没有水生成,因此混合气体中不含甲烷。 重新实验后,两个新加的装置都无明显现象,加上其他装置的现象与上次实验相同。充分证明猜想成立。

拓展延伸:

在装置末端“?”处应连接(放置)一个燃着的酒精灯进行尾气处理,处理尾气的原因是一氧化碳有毒,会污染空气。

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①小红同学认为最不可能的是H2O,他的理由是_____

②要说明另外的两种粒子是否起到催化作用,小红同学设计了如下实验,完成了这次探究活动.

实验步骤

实验现象

结论

a.取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入23滴稀硫酸

溶液几乎没有气泡放出

实验证明,起催化作用的是_____

b.另取一支试管加入5mL5%过氧化氢溶液,然后加入23_____溶液

溶液中有大量气泡放出

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