题目内容
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.
(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”______(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______;另几位同学认为此现象不能说明CH4的存在,原因是______.
(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右图所示的装置,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______.干燥管中的碱石灰(CaO+固体NaOH)所起的作用是______.
[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:______.
请在4.4g、3.6g、1.6g、6.4g中选择数据自编题目,并通过计算求得CH4的化学式.
解:[实验和结论]
(2)能使澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳,所以猜想I气体中含有二氧化碳是成立的;
故答案为:成立;
甲烷完全燃烧时,其中C、H元素分别生成二氧化碳和水;
故选CH4+2O2
CO2+2H2O;
可心燃烧的气体可能是氢气、一氧化碳、甲烷等,因此不能由气体可以燃烧而得出气体为甲烷的结论;
故答案为:能燃烧的气体不一定是CH4(或没有检验可燃性气体中的C和H的存在,合理表述均给分)
(3)②含H元素的物质完全燃烧会生成水,检验可燃物中含H元素可通过检验生成物中有水而实现.水遇冷能凝聚成水滴或遇白色硫酸铜粉末使粉末变蓝,因此可在火焰上罩干冷烧杯观察是否有水,或罩杯壁沾有无水硫酸铜白色粉末的烧杯观察颜色,对生成水进行检验;
故答案为:用干冷烧杯罩于火焰上方,如果烧杯内壁出现水雾(或用粘有硫酸铜的烧杯罩于火焰上方,无水硫酸铜由白色变为蓝色),则说明这种气体含有氢;
为避免对燃烧后生成二氧化碳、水的检验,在点燃气体前应对气体进行除杂和干燥,干燥管里的碱石灰既能吸收水分又能吸收二氧化碳;
故答案为:吸收原气体中的CO2和水蒸汽;
[拓展]通过生成物水和二氧化碳的检验,只能说明可燃性气体中含有C、H元素,但对可燃物是不是还含有O元素、可燃物的化学式等问题无法得到准确的解答,所以还不需要进行定量地测量和计算;
故答案为:定量测定气体中碳和氢的质量(或先用烧碱或生石灰吸收气体中的CO2,然后用干燥剂干燥气体后测气体的密度;或将气体燃烧后生成的气体分别用浓硫酸、用碱石灰吸收,再称量浓硫酸和碱石灰的增加的质量,再据此增加质量进行计算.)
通过计算求得CH4的化学式,首先要能根据所得数据判断出可燃物中只含有C、H两种元素,然后根据C、H元素质量比求出甲烷中C、H原子个数比,从而判断化学式;
判断可燃物中只含有C、H两种元素方法:求出生成物二氧化碳中C元素质量与水中H元素质量和,然后与可燃物质量对比,若等于可燃物质量,则说明可燃物只含C、H元素;根据甲烷中C、H元素质量比为3:1,所以若二氧化碳质量为4.4g、水的质量为3.6g,则甲烷的质量应为:4.4g×
×100%+3.6g×
×100%=1.6g;所以自编题目时需要使用的量为:4.4g、3.6g、1.6g;
故答案为:题目:已知1.6g该可燃性气体完全燃烧,测得生成4.4gCO2和3.6gH2O,通过计算确定该可燃物的化学式.(至少用到3个量,只用CO2、H2O质量或设化学式为CxHy均不能得分)
计算过程(要先确定此可燃性气体的组成元素,再求化学式)
4.4gCO2中含有C元素质量=4.4g×
×100%=1.2g;
3.6gH2O中含有H元素质量=3.6g×
×100%=0.4g;
∵C、H元素质量和=1.2g+0.4g=1.6g与可燃物质量恰好相等,∴可燃物中只含有C和H元素;
可燃物中C、H元素的原子个数比=
:
=1:4,即可燃物的分子由1个C原子和4个H原子构成
所以,可燃物的化学式为CH4.
分析:(2)利用二氧化碳的性质检验二氧化碳;对根据气体可以燃烧的现象得出的气体为甲烷判断进行评价;
(3)根据装置图,完成对可燃性气体含H元素的检验操作,并对装置中的干燥管的作用进行解释;
[拓展]完成对可燃气体的定量确定,要求利用所给数据自编题目进行化学式的推断,编写题目时应注意:至少用到3个量,只用CO2、H2O质量不能确定甲烷的组成元素和化学式;进行计算前要先确定此可燃性气体的组成元素,再求化学式.
点评:对于可燃物质量未知时,即使可根据生成二氧化碳和水的质量求出可燃物中C、H元素的质量,但因可燃物质量不明确所以也无法判断可燃物中是否含有O元素.
(2)能使澄清石灰水变浑浊的气体为二氧化碳,所以猜想I气体中含有二氧化碳是成立的;
故答案为:成立;
甲烷完全燃烧时,其中C、H元素分别生成二氧化碳和水;
故选CH4+2O2
可心燃烧的气体可能是氢气、一氧化碳、甲烷等,因此不能由气体可以燃烧而得出气体为甲烷的结论;
故答案为:能燃烧的气体不一定是CH4(或没有检验可燃性气体中的C和H的存在,合理表述均给分)
(3)②含H元素的物质完全燃烧会生成水,检验可燃物中含H元素可通过检验生成物中有水而实现.水遇冷能凝聚成水滴或遇白色硫酸铜粉末使粉末变蓝,因此可在火焰上罩干冷烧杯观察是否有水,或罩杯壁沾有无水硫酸铜白色粉末的烧杯观察颜色,对生成水进行检验;
故答案为:用干冷烧杯罩于火焰上方,如果烧杯内壁出现水雾(或用粘有硫酸铜的烧杯罩于火焰上方,无水硫酸铜由白色变为蓝色),则说明这种气体含有氢;
为避免对燃烧后生成二氧化碳、水的检验,在点燃气体前应对气体进行除杂和干燥,干燥管里的碱石灰既能吸收水分又能吸收二氧化碳;
故答案为:吸收原气体中的CO2和水蒸汽;
[拓展]通过生成物水和二氧化碳的检验,只能说明可燃性气体中含有C、H元素,但对可燃物是不是还含有O元素、可燃物的化学式等问题无法得到准确的解答,所以还不需要进行定量地测量和计算;
故答案为:定量测定气体中碳和氢的质量(或先用烧碱或生石灰吸收气体中的CO2,然后用干燥剂干燥气体后测气体的密度;或将气体燃烧后生成的气体分别用浓硫酸、用碱石灰吸收,再称量浓硫酸和碱石灰的增加的质量,再据此增加质量进行计算.)
通过计算求得CH4的化学式,首先要能根据所得数据判断出可燃物中只含有C、H两种元素,然后根据C、H元素质量比求出甲烷中C、H原子个数比,从而判断化学式;
判断可燃物中只含有C、H两种元素方法:求出生成物二氧化碳中C元素质量与水中H元素质量和,然后与可燃物质量对比,若等于可燃物质量,则说明可燃物只含C、H元素;根据甲烷中C、H元素质量比为3:1,所以若二氧化碳质量为4.4g、水的质量为3.6g,则甲烷的质量应为:4.4g×
故答案为:题目:已知1.6g该可燃性气体完全燃烧,测得生成4.4gCO2和3.6gH2O,通过计算确定该可燃物的化学式.(至少用到3个量,只用CO2、H2O质量或设化学式为CxHy均不能得分)
计算过程(要先确定此可燃性气体的组成元素,再求化学式)
4.4gCO2中含有C元素质量=4.4g×
3.6gH2O中含有H元素质量=3.6g×
∵C、H元素质量和=1.2g+0.4g=1.6g与可燃物质量恰好相等,∴可燃物中只含有C和H元素;
可燃物中C、H元素的原子个数比=
所以,可燃物的化学式为CH4.
分析:(2)利用二氧化碳的性质检验二氧化碳;对根据气体可以燃烧的现象得出的气体为甲烷判断进行评价;
(3)根据装置图,完成对可燃性气体含H元素的检验操作,并对装置中的干燥管的作用进行解释;
[拓展]完成对可燃气体的定量确定,要求利用所给数据自编题目进行化学式的推断,编写题目时应注意:至少用到3个量,只用CO2、H2O质量不能确定甲烷的组成元素和化学式;进行计算前要先确定此可燃性气体的组成元素,再求化学式.
点评:对于可燃物质量未知时,即使可根据生成二氧化碳和水的质量求出可燃物中C、H元素的质量,但因可燃物质量不明确所以也无法判断可燃物中是否含有O元素.
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