[题目]天然气的主要成分是甲烷(CH4).I．化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣:[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质?[查阅资料]含碳元素的物质完全燃烧生成CO2.不完全燃烧生成CO,无水CuSO4遇水变蓝.[猜想与假设]甲 CO2.H2O,乙 CO.H2O,丙 NH3.CO2.H2O,丁 CO2.CO.H2O.你认为同学的猜想是错误的.理由是 .[实验探究]为� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

【题目】天然气的主要成分是甲烷（CH4）。

I．化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣：

【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质？

【查阅资料】含碳元素的物质完全燃烧生成CO2，不完全燃烧生成CO；无水CuSO4遇水变蓝。

【猜想与假设】甲 CO2、H2O；乙 CO、H2O；丙 NH3、CO2、H2O；丁 CO2、CO、H2O。

你认为同学的猜想是错误的，理由是。

【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过如图所示装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能”或“否”）。

（2）实验中用纯净O2而不用空气的原因是。

（3）实验中观察到A中无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断同学猜想成立。

（4）请写出C中红色粉末变成黑色的化学方程式：。

【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

。

II．甲、乙两位同学在学习甲烷性质时，发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处，如密度比空气小，难溶于水，具有可燃性等。但H2和CO具有还原性，那么甲烷有没有还原性呢？为了验证甲烷是否具有还原性，乙同学设计以下实验装置并进行实验：

【实验装置】

【实验步骤】（假设药品都是足量的）

① 分别称量装置A、B、C的质量

② 再次分别称量装置A、B、C的质量

③ 向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4

④ 停止加热，继续通入CH4至冷却到室温

⑤ 缓缓通入足量的CH4，加热装置A，使其充分反应

其合理的操作顺序是（填序号）。

甲同学认为还缺少一个步骤，缺少的步骤是。

【进行实验】乙同学按照正确的步骤进行实验，并记录了实验现象和数据

① 装置A中的黑色粉末变红；装置B中白色粉末变蓝；装置C中石灰水变浑浊

② 称量数据如表所示．

	A中玻璃管（含药品）质量	装置B的质量	装置C的质量
反应前	150g	156.6g	256.8g
反应后	147.2g	158.4g	257.9g

【现象分析与数据处理】

根据装置A、B、C中的现象可推知，CH4与CuO充分反应后的产物依次是、、。

【实验结论】

① CH4 （填“有”或“没有”）还原性。

② 根据实验数据，甲同学提出甲烷与氧化铜的产物中还含有，试通过计算说明。

③ 装置A中发生的反应方程式为。

【答案】I【猜想与假设】丙、化学反应前后元素的种类不变而反应前不含氮元素，生成物中不可能生成氨气

【实验探究】（1）否（2）空气中含有CO2和H2O（干扰对产物的鉴别）

（3）B中石灰水变浑浊（4）CO2+Ca（OH）2=CaCO3↓+H2O

【反思与交流】氧气充足

II．【实验步骤】③①⑤④②。检查装置气密性。

【现象分析与数据处理】Cu、H2O、CO2。

【实验结论】①有。②CO。③2CH4+7CuO△7Cu+4H2O+CO2+CO

【解析】

试题分析：I【猜想与假设】根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变，反应物中是甲烷和氧气，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨气，所以丙假设错误；

【实验探究】（1）如果顺序颠倒，由于石灰水中有水，就不能证明混合气体中是否有水；

（2）由于空气中含有水分和二氧化碳，用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳，因为到底是混合气体中的水和二氧化碳，还是空气中的水和二氧化碳，无法确定；

（3）A中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水，B中石灰水变浑浊说明混合气体中含有二氧化碳，B中石灰水有两个作用：验证二氧化碳的存在，除去二氧化碳；D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色说明具有还原性气体，且与氧化铁反应能生成二氧化碳，所以说明混合气体中含有一氧化碳；（4）B中澄清石灰水变浑浊的反应物是氢氧化钙和二氧化碳，生成物是碳酸钙沉淀和水

【反思与交流】氧气充足

II．【实验步骤】在连接好仪器后需要检查装置的气密性，防止装置漏气；根据实验需要通过质量的改变得出结论，因此需要先分别称量装置A、B、C的质量；向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4，以排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸；然后缓缓通入足量的CH4，加热装置A，使其充分反应；等反应完再停止加热，继续通入CH4至冷却到室温，防止铜重新被氧化；最后再次分别称量装置A、B、C的质量，通过数据的变化进行计算；故顺序为③①⑤④②。；

【现象分析与数据处理】根据装置A中的黑色粉末变红；装置B中白色粉末变蓝；装置C中石灰水变浑浊对产物，说明分别产生了Cu H2O CO2；

【实验结论】①通过实验说明甲烷具有还原性；根据质量守恒定律，生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g，生成的水中氢元素的质量为0.2g，C：H=3：2 而甲烷中C：H=4：1，因此还生成CO，

②通过实验及计算甲烷和氧化铜加热生成了铜、水、二氧化碳和一氧化碳，故反应的方程式为：2CH4+7CuO△7Cu+4H2O+CO2+CO