题目内容

16.天然气的主要成分是甲烷,某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物进行了探究.
【提出问题】甲烷燃烧后生成了哪些物质?
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、H2O   丁同学:CO2、CO、H2O
你认为丙同学的猜想肯定是错误的,理由是质量守恒定律或化学反应前后元素的种类不变或反应前不含氮元素.
【实验探究】为了验证上述几位同学的猜想与假设,将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置:
(1)A、B装置的顺序能否颠倒?否(填“能”或“否”).
(2)甲烷在一定量的O2中燃烧用的是纯净O2而不用空气的原因是空气中含有CO2和H2O(干扰对产物的鉴别).
(3)实验中观察到装置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,由此推断丁同学猜想成立.
(4)请写出B中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色的化学方程式:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O、Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
【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氧气充足.

分析 【猜想与假设】:根据质量守恒定律考虑;
(1)根据颠倒后的后果考虑;
(2)根据空气与纯净氧气的区别考虑;
(3)根据无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色分析出气体成分;
(4)根据方程式的写法考虑.
【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】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;
故填:丙;质量守恒定律或化学反应前后元素的种类不变或反应前不含氮元素;
【实验探究】
(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(干扰对产物的鉴别);
(3)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;D中澄清石灰水变浑浊,C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.故填:丁;
(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,碳酸钙后面标上沉淀符号;C中红色粉末变成黑色的反应物是一氧化碳和氧化铁,生成物是铁和二氧化碳,用得失氧进行配平,反应条件是高温,写在等号的上边.故填:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2;
【反思与交流】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.故填:氧气充足.

点评 本题考查了常见物质燃烧产生的推断,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,完成此题,可以依据物质的性质结合反应的实验现象进行.

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