Question

某媒体题为“排污工程施工，毒气放倒三人”的报道，引起某兴趣小组同学的思考．
【提出问题】排污管道中的毒气有什么成分？
【查阅资料】
I．排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO₂、H₂S、CH₄等．
Ⅱ．H₂S气体能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀．
【提出猜想】小组同学对排污管道气含有上述气体中最少3种成分的猜想如下：
猜想1：有CO、CO₂、H₂S；    
猜想2：有CO、CO₂、CH₄；
猜想3：有CO、H₂S、CH₄；    
猜想4：有CO₂、H₂S、

 

；
猜想5：有CO、CO₂、H₂S、CH₄．
【实验方案】小组同学共同设计了如图所示的装置并进行探究（夹持仪器已省略）．
【问题讨论】
（1）如果A装置没有明显变化，则猜想

 

成立；如果B装置没有明显变化，则猜想

 

成立．
（2）在验证猜想l的实验中，装置B若有明显实验现象，其反应的化学方程式为

 

；若要进一步验证气体燃烧后的产物，操作是：迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入

 

，振荡．
（3）要确证猜想5中是否有CH₄，某同学认为图示装置有不足之处，需要在装置C与D之间加一个

 

装置．改进后，若气体燃烧，且D装置内壁出现

 

，证明气体中一定含有CH₄，写出CH₄燃烧的化学方程式

 

，为了进一步确定气体中是否含有CO，可分别测定燃烧产物中H₂O、CO₂的质量．其方法是：将燃烧产物依次通过盛有

 

、

 

的装置，分别称量吸收燃烧产物前、吸收燃烧产物后装置的质量，通过计算、分析得出结论．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,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：灵活运用CO的还原性，CO₂能使澄清石灰水变浑浊、CH₄燃烧生成二氧化碳和水的性质，结合题目中的信息：排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO₂、H₂S、CH₄等和H₂S气体能与CuSO₄溶液反应生成黑色沉淀，再观察图中实验步骤硫酸铜溶液检验二氧化碳，B澄清石灰水检验二氧化碳，C氢氧化钠溶液吸收空气中的二氧化碳，即可快速解答本题．

解答：解：根据排污管道中的大部分有机物在一定条件下发酵会产生CO、CO₂、H₂S、CH₄等这一信息，结合四种已做出的猜测，可知猜想4、还有CH₄．
（1）A中是硫酸铜溶液，它与硫化氢反应生成黑色沉淀，若无现象证明不含硫化氢，则猜想2成立．B中是澄清的石灰水，二氧化碳能使它变浑浊，若B装置无明显，说明不含二氧化碳．故答案：2；3
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊的化学方程式为：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；在验证猜想l的实验中，要验证一氧化碳，利用一氧化碳燃烧生成二氧化碳，检验二氧化碳需要澄清的石灰水，故答案：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；澄清的石灰水
（3）验证甲烷利用甲烷燃烧能够产生水和二氧化碳，故甲烷燃烧前的水和二氧化碳都需除去，所以在C和D之间加一个干燥装置，若干而冷的烧杯内有水雾证明含有甲烷．甲烷燃烧的化学式：CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O；要验证是否含一氧化碳，先吸收生成的水，然后用氢氧化钠吸收生成的二氧化碳，并称出这两个装置实验前后质量的变化，故答案：干燥；水雾；CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O；浓硫酸或氯化钙或无水硫酸铜；氢氧化钠
故答案为：
CH₄．（1）2；3；（2）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；澄清的石灰水
（3）干燥；水雾；CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O；浓硫酸或氯化钙或无水硫酸铜；氢氧化钠

点评：本题为利用信息的实验探究题，能很好培养学生分析、提取信息，并应用信息结合所学知识分析、解答问题的能力，能优化学生的思维，解答时注意知识的前后连接、对应．