Question

兴趣小组同学为了弄清即将维修的沼气池中气体的成分，进行了有关实验．请你与他们一起完成以下探究活动：
【收集气体】将不加盖的矿泉水瓶装满水，用细绳吊入池中，再用木棍拨动使瓶中的水全部倒出（见图1），然后迅速拉起矿泉水瓶，盖上瓶盖．这种方法属于

 

集气法．
【对气体猜想】
猜想Ⅰ．全部是CH₄；   
猜想Ⅱ．全部是CO；
猜想Ⅲ．全部是CO₂；   
猜想Ⅳ．是CH₄和CO₂的混合气体．
【实验和推断】（如图2）

（1）若“现象a”为石灰水变浑浊，则说明气体中含有

 

气体．
（2）若“现象b”为杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想Ⅰ或Ⅳ”成立，其反应方程式为：

 

；另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有氢元素，理由是

 

；要排除这种干扰可采取的措施是

 

．
（3）采取（2）中的排除干扰措施后：若“现象a、b”无明显现象，“现象c”石灰水变浑浊，则证明“猜想

 

”成立．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常用气体的收集方法,常见气体的检验与除杂方法

专题：科学探究

分析：【收集气体】根据图示收集气体的操作特点，判断收集气体的方法；
【实验和推断】（1）根据二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常利用这一变化检验气体为二氧化碳进行分析；
（2）若“现象b”为杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想Ⅰ或Ⅳ”成立，甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳；因为收集的气体中本身含有水蒸汽，所以在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置，排除干扰；
（3）采取（2）中的排除干扰措施后：若“现象a、c”均为石灰水变浑浊，“现象b”为杯壁有水雾，则证明气体中含有甲烷和二氧化碳，则证明“猜想Ⅳ”成立．

解答：解：【收集气体】根据图示，采取排出瓶内的水收集气体的操作特点，可判断收集气体的方法为排水集气法；
【实验和推断】（1）澄清石灰水变浑浊，可判断气体为二氧化碳；
（2）甲烷和氧气在点燃的条件下生成水和二氧化碳，化学方程式为：CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O，会杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想Ⅰ或Ⅳ”成立；为了排除原有水蒸气的干扰，在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置；
（3）采取（2）中的排除干扰措施后：若“现象a、c”均为石灰水变浑浊，说明原气体有二氧化碳，反应中也有生成的二氧化碳，“现象b”为杯壁有水雾，则证明气体中含有甲烷，证明证明“猜想Ⅳ”成立．
故答案为：【收集气体】排水；
【实验和推断】（1）二氧化碳；
（2）CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O，收集的气体中本身含有水蒸汽，在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置；
（3）Ⅳ．

点评：解题时往往需要从题目中挖出一些明显或隐含的条件，抓住突破口（突破口往往是现象特征、反应特征及结构特征），导出结论，最后别忘了把结论代入原题中验证，若“路”走得通则已经成功．