题目内容

4.天然气的主要成分是甲烷(CH4),化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,请你参与探究与分析:
【提出问题】甲烷在氧气中燃烧后生成哪些物质?
【知识储备】含碳元素的物质在氧气中完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;无水CuSO4遇水变蓝色.
【猜想与假设】
产 物
猜 想
   甲乙   丙丁
CO2、H2OCO、H2ONH3、CO2、H2OCO2、CO、H2O
你认为丙同学的猜想是错误的,理由是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】为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的氧气中燃烧的产物依次通过下列装置:

①A、B装置的顺序不能(填“能”或“不能”)颠倒.
②实验中用纯净氧气而不用空气的原因是空气中含有CO2和H2O.
③实验中观察到A中无水CuSO4粉末由白色变为蓝色,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中黑色粉末变成光亮的红色,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中黑色粉末变成红色的化学方程式:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O、CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2.
【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】化学反应前后,元素的种类不变,原子的种类和个数不变;
【实验探究】要检验二氧化碳和水的存在,必须排除空气中的二氧化碳和水,以防造成干扰;一氧化碳能与氧化铜反应生成铜和二氧化碳.
【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】反应前不含有氮元素,因此不可能生成氨气,故填:丙,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】①AB装置不能颠倒,否则无法确定甲烷燃烧产物中是否含有水,故填:不能;
②空气中含有二氧化碳和水会干扰对反应产物的鉴别,故填:空气中含有CO2和H2O会干扰对产物的鉴别;
③实验中观察到A中无水CuSO4变蓝,说明有水生成,B中澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳生成,C中黑色粉末变成红色,D中澄清石灰水变浑浊,说明有一氧化碳生成,故丁同学的猜想是正确的,故填:丁;
④B中澄清石灰水变浑浊的反应化学方程式为:CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O;
C中黑色粉末变成红色,即一氧化碳和氧化铜在加热时反应生成铜和二氧化碳,故其化学方程式为:CO+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2;
【反思与交流】碳在氧气充足时燃烧生成二氧化碳,故填:氧气充足.
故答案为:
【猜想与假设】丙;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不能; ②空气中含有CO2和H2O; ③丁;
④CO2+Ca(OH)2═CaCO3↓+H2O; CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO2;
【反思与交流】氧气充足.

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

练习册系列答案
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12.从事科学实验的重要环节是进行科学实验的设计.科学实验的正确步骤应为;(1)明确实验目的;(2)收集有关资料;(3)设计合理方案;(4)进行科学实验.请你按照以上四步,完成以下实验设计,根据装置图回答(所用装置图用序号表示)

(1)张雨同学欲用高锰酸钾制取比较纯净的氧气,则应选择的装置组合是BC,反应的化学方程式为2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑;小雅同学想改用双氧水和二氧化锰作用来制取比较纯净的氧气,则她选择的装置组DC,反应的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(2)实验室制取CO2的药品是大理石(或石灰石)和稀盐酸(均填试剂名称),反应的反学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑,应选择的装置组合是DA.
(3)通常情况下,乙快(C2H2)是一种无色、无味、密度比空气略小,难溶于水的气体.实验室常用块状固体电石(主要成分:CaC2)与水直接反应制取乙炔,同时生成氢氧化钙.①明确实验目的:在实验室里制取乙炔气体
②收集有关资料:反应物:电石是一种固体,水是液体;反应条件:混合,不需加热;乙炔的性质:密度比空气略小,且难溶于水;
写出实验室制取乙炔的化学方程式CaC2+2H2O═Ca(OH)2+C2H2↑
③设计合理方案:发生装置选用D,收集装置选用C.

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