Question

达州盛产天然气，有“中国气都”之称的美誉．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 NH₃CO₂ 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如图装置：

（1）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中

 

（填实验现象），C中

 

（填实验现象），由此推断

 

同学猜想成立．
（2）请写出B、C中反应的化学方程式：

 

、

 

．
【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

 

．
【得出结论】甲烷在氧气充足的情况下反应方程式：

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的性质或变化规律,常见气体的检验与除杂方法,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式

专题：科学探究

分析：【猜想与假设】：根据质量守恒定律考虑；根据颠倒后的后果考虑；根据空气与纯净氧气的区别考虑；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；根据方程式的写法考虑；根据促进可燃物燃烧的条件考虑．

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，化学反应前后元素的种类不变；
【实验探究】
（1）A中无水CuSO₄变蓝说明混合气体中有水，BD中石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此可以推断丁同学的猜想正确，故填：澄清石灰水变浑浊，红色粉末变黑，丁；
（2）B中是氢氧化钙和二氧化碳反应生成碳酸钙沉淀和水，C中是一氧化碳和氧化铁高温反应生成铁和二氧化碳，故填：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂；
【反思与交流】要使不生成一氧化碳，需要氧气充足，故填：氧气充足；
【得出结论】甲烷和氧气反应生成二氧化碳和水，故填：CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O．

点评：解答本题的关键是要知道无水硫酸铜由白色变为蓝色说明有水生成，能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，还要知道一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳．