Question

19．水田或池塘里常常不时地冒出一些气泡，几位同学决心弄清这种气泡的成分．请你与他们一起完成如下的探究：
【猜想】Ⅰ．这种气体含有CO₂；Ⅱ．这种气体含有CH₄．
【实验和结论】
（1）在水田中一位同学用木棍搅拌瘀泥，另一位同学将装满水的集气瓶倒置于水中的气泡上方接收气体，如此重复几次后集满了2瓶气体．这种集气方法属于排水法．
（2）将一集气瓶的玻片移开少许，向瓶中加入澄清石灰水，盖好玻片反复振荡，发现澄清石灰水变浑浊，说明“猜想Ⅰ”成立（填：成立、不成立）；然后移开玻片，立即用燃着的火柴靠近瓶口，剩余气体噗的一声燃烧起来，一位同学就认为“猜想Ⅱ”成立，燃烧的化学方程式为CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O； 另几位同学认为此现象不能说明CH₄的存在，原因是氢气和一氧化碳都能够在空气中燃烧．
（3）为了验证这种可燃性气体含有碳和氢，他们把另一瓶气体装配为如图所示的装置，旋开活塞放水到集气瓶中，经验纯后用燃着的火柴靠近导管口，气体燃烧起来，紧接着的操作、现象和判断是：
①用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方，如果杯底变浑浊，说明该气体中含碳；②另取干冷的小烧杯罩于火焰上方，如果烧杯内壁产生小水珠，说明该气体中含氢．
干燥管中的碱石灰（CaO+固体NaOH）所起的作用是吸收二氧化碳和水蒸气．
【拓展】如果要进一步确证这种含有C和H的可燃性气体就是CH₄，还应该进行利用浓硫酸吸收水蒸气，盛有浓硫酸装置的前后质量差即为反应生成水的质量，根据水的质量可以计算氢元素的质量；
利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，盛有氢氧化钠溶液装置的前后质量差即为反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可以计算碳元素的质量；
计算出碳元素和氢元素的质量比，再根据碳原子和氢原子的相对原子质量即可计算碳原子和氢原子的个数比，从而可以确定可燃性气体就是CH₄．

Answer 1

分析 【实验和结论】
收集气体的方法有排空气法和排水法；
二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊；
甲烷燃烧生成水和二氧化碳；
水蒸气遇冷变成水；
碱石灰能够吸收水蒸气和二氧化碳；
【拓展】
如果要进一步确证这种含有C和H的可燃性气体就是CH₄，还应该进行定量分析．

解答 解：【实验和结论】
（1）在水田中一位同学用木棍搅拌瘀泥，另一位同学将装满水的集气瓶倒置于水中的气泡上方接收气体，如此重复几次后集满了2瓶气体，这种集气方法属于排水法．
故填：排水法．
（2）将一集气瓶的玻片移开少许，向瓶中加入澄清石灰水，盖好玻片反复振荡，发现澄清石灰水变浑浊，说明“猜想Ⅰ”成立；
然后移开玻片，立即用燃着的火柴靠近瓶口，剩余气体噗的一声燃烧起来，一位同学就认为“猜想Ⅱ”成立，燃烧的化学方程式为：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；
另几位同学认为此现象不能说明CH₄的存在，原因是氢气和一氧化碳都能够在空气中燃烧．
故填：成立； CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；氢气和一氧化碳都能够在空气中燃烧．
（3）②另取干冷的小烧杯罩于火焰上方，如果烧杯内壁产生小水珠，说明该气体中含氢；
干燥管中的碱石灰（CaO+固体NaOH）所起的作用是吸收二氧化碳和水蒸气．
故填：另取干冷的小烧杯罩于火焰上方，如果烧杯内壁产生小水珠，说明该气体中含氢；吸收二氧化碳和水蒸气．
【拓展】
如果要进一步确证这种含有C和H的可燃性气体就是CH₄，还应该进行：利用浓硫酸吸收水蒸气，盛有浓硫酸装置的前后质量差即为反应生成水的质量，根据水的质量可以计算氢元素的质量；
利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，盛有氢氧化钠溶液装置的前后质量差即为反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可以计算碳元素的质量；
计算出碳元素和氢元素的质量比，再根据碳原子和氢原子的相对原子质量即可计算碳原子和氢原子的个数比，从而可以确定可燃性气体就是CH₄．
故填：利用浓硫酸吸收水蒸气，盛有浓硫酸装置的前后质量差即为反应生成水的质量，根据水的质量可以计算氢元素的质量；
利用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，盛有氢氧化钠溶液装置的前后质量差即为反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳的质量可以计算碳元素的质量；
计算出碳元素和氢元素的质量比，再根据碳原子和氢原子的相对原子质量即可计算碳原子和氢原子的个数比，从而可以确定可燃性气体就是CH₄．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．