题目内容
19．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而反应前不含氮元素，生成物中不可能生成氨气．
【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1所示装置：
（1）A、B装置的顺序能否颠倒？否（填“能”或“否”）．
（2）实验中用纯净O2而不用空气的原因是空气中含有CO2和H2O干扰对产物的鉴别．
（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，由此推断丁同学猜想成立．
（4）请写出C中红色粉末变成黑色的化学方程式：Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2．
【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．
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①③⑤④②（填序号）．甲同学认为还缺少一个步骤，缺少的步骤是甲烷中含有氢元素．
【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 |
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Cu、H2O、CO2．
【实验结论】①CH4有（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CO．
③装置A中发生的反应方程式为2CH4+7CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+4H2O+CO+CO2 ．
分析 I．【猜想与假设】：根据质量守恒定律考虑；
【实验探究】
（1）根据颠倒后的后果考虑；
（2）根据空气与纯净氧气的区别考虑；
（3）根据无水CuSO4变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色分析出气体成分；
（4）根据方程式的写法考虑．
Ⅱ．【设计实验步骤】根据实验的注意事项及结合一氧化碳实验的步骤分析：检查装置的气密性→通气→加热→停气；
【现象分析与数据处理】根据装置A中的黑色粉末变红；装置B中白色粉末变蓝；装置C中石灰水变浑浊对产物作出判断；
【实验结论】根据实验得出结论；根据表格物质的作用及数据推测产物并写出反应的方程式．
解答 解：
I．【猜想与假设】
根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变，反应物中是甲烷和氧气，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨气，所以丙假设错误；
【实验探究】
（1）如果顺序颠倒，由于石灰水中有水，就不能证明混合气体中是否有水；
（2）由于空气中含有水分和二氧化碳，用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳，因为到底是混合气体中的水和二氧化碳，还是空气中的水和二氧化碳，无法确定；
（3）A中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水，B中石灰水变浑浊说明混合气体中含有二氧化碳，B中石灰水有两个作用：验证二氧化碳的存在，除去二氧化碳；D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色说明具有还原性气体，且与氧化铁反应能生成二氧化碳，所以说明混合气体中含有一氧化碳；
（4）B中澄清石灰水变浑浊的反应物是氢氧化钙和二氧化碳，生成物是碳酸钙沉淀和水，碳酸钙后面标上沉淀符号；C中红色粉末变成黑色的反应物是一氧化碳和氧化铁，生成物是铁和二氧化碳，用得失氧进行配平，反应条件是高温，写在等号的上边．由于可燃物不完全燃烧能生成一氧化碳，污染环境，所以要让可燃物完全燃烧，所以需要充足的氧气．
Ⅱ．【设计实验步骤】在连接好仪器后需要检查装置的气密性，防止装置漏气；根据实验需要通过质量的改变得出结论，因此需要先分别称量装置A、B、C的质量；向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4，以排净装置内的空气，防止加热时发生爆炸；然后缓缓通入足量的CH4，加热装置A，使其充分反应；等反应完再停止加热，继续通入CH4至冷却到室温，防止铜重新被氧化；最后再次分别称量装置A、B、C的质量，通过数据的变化进行计算；故顺序为；①③⑤④②；
【现象分析与数据处理】根据装置A中的黑色粉末变红；装置B中白色粉末变蓝；装置C中石灰水变浑浊对产物，说明分别产生了Cu H2O CO2；
【实验结论】①通过实验说明甲烷具有还原性；根据质量守恒定律，生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g，生成的水中氢元素的质量为0.2g，C：H=3：2 而甲烷中C：H=4：1，因此还生成CO；
②通过实验及计算甲烷和氧化铜加热生成了铜、水、二氧化碳和一氧化碳，故反应的方程式为：2CH4+7CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+4H2O+CO+CO2．
故答案为：
I．【猜想与假设】
丙、化学反应前后元素的种类不变而反应前不含氮元素，生成物中不可能生成氨气；
【实验探究】
（1）否；
（2）空气中含有CO2和H2O干扰对产物的鉴别；
（3）丁；
（4）Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$ 2Fe+3CO2；
[反思与交流]氧气充足．
Ⅱ．【设计实验步骤】①③⑤④②；检查装置的气密性
【现象分析与数据处理】Cu H2O CO2；
【实验结论】①有；CO；
②2CH4+7CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+4H2O+CO+CO2
点评 本题是关于甲烷的还原性的实验探究，考查了质量守恒定律的运用及实验的步骤、物质的性质等，可依据一氧化碳还原氧化铁的步骤及实验的注意事项完成，难度较大．
小学教材完全解读系列答案
“空气中氧气含量的测定”有多种方法．甲生设计了如图所示的实验方案：在燃烧匙内盛过量红磷，点燃后立即插入集气瓶内，塞紧橡皮塞，待红磷火焰熄灭，集气瓶冷却至室温，打开铁夹，水注入集气瓶．回答下列问题：
（1）粗盐水中主要含有Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质离子，工业上常用加入稍过量的NaOH溶液、Na2CO3溶液、BaCl2溶液及适量的盐酸等除杂、精制．则加入试剂合理的顺序为NaOH溶液、BaCl2溶液、Na2CO3溶液或BaCl2溶液、NaOH溶液、Na2CO3溶液、盐酸（只写一种）．加盐酸的作用是（用化学方程式表示）Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑、HCl+NaOH═NaCl+H2O．
| OH- | SO42- | CO32- | |
| Mg2+ | 不 | 溶 | 微 |
| Ca2+ | 微 | 微 | 不 |
| Ba2+ | 溶 | 不 | 不 |
（3）X的化学式为CO2．
（4）Y是滤液中的最主要成分，Y与Ca（OH）2反应的产物之一可用于循环使用，该产物的名称为氯化铵，Y的化学式为NH4Cl，写出Y的一种用途氨气．
| A． | 在我国西北地区加快植树造林，减少半荒漠化土地 | |
| B． | 城市中实施集中供暖，取缔小锅炉 | |
| C． | 实施新的更严格的汽车排放标准 | |
| D． | 过年时家家户户大放烟花爆竹 |
| A． | 实验室制取氧气时，一定要用催化剂 | |
| B． | 细铁丝在氧气中可剧烈燃烧，火星四射 | |
| C． | 油锅着火，可用锅盖盖灭，依据的灭火原理是隔绝氧气 | |
| D． | 氧气能与大多数的金属、某些化合物反应，化学性质比较活泼 |
红枣包装中常使用一种袋装防腐剂，品名为“504双吸剂”，其标签如图所示．同学们对一包久置的“504双吸剂”固体样品很好奇，设计实验进行探究．【提出问题】久置固体的成分是什么？
【查阅资料】铁与氯化铁溶液在常温下发生反应生成氯化亚铁．
【作出猜想】久置固体中可能含有Fe、Fe2O3、CaO、Ca（OH）2、CaCO3．
久置固体中可能含有Ca（OH）2的原因是：用化学方程式表示CaO+H2O=Ca（OH）2．
【实验探究】甲同学的方案（见表）．
| 实验操作 | 实验现象 | 实验结论 |
| （1）取少量固体放于试管中，加足量蒸馏水溶解，静置后取上层清液滴加无色酚酞溶液 | 固体溶解时试管外壁发烫，试管底部有不溶物，溶液变红 | 固体中一定含有氧化钙 和氢氧化钙 |
| （2）另取少量固体放于试管中，滴加足量的稀盐酸 | 固体逐渐消失，有大量无色气体产生，得到浅绿色溶液 | 固体中一定含有铁，一定不含有Fe2O3 |
| （3）将步骤（2）中产生的气体通入到澄清石灰水中 | 澄清的石灰水变浑浊 | 固体中一定含有CaCO3 |
（1）乙同学认为甲同学的实验中的实验中不能得出一定含有Ca（OH）2的结论，理由是氧化钙与水反应会生成氢氧化钙，也能使无色酚酞变红，不能确定原固体中是否有氢氧化钙；
（2）丙同学认为甲同学的实验并不能得出一定不含Fe2O3的结论，理由是氧化铁与盐酸反应生成氯化铁，铁与氯化铁溶液在常温下发生反应也会生成氯化亚铁，使溶液显浅绿色．
晓晓将一盆绿色植株在黑暗中放置了48小时，然后选择其中的一片绿叶进行研究．先剪断叶片的主叶脉（如图所示），再将绿色植株放在阳光下照射2到4小时，发现K处不能正常制造淀粉，其中原因是K处叶片缺少（ ）| A． | 叶绿素 | B． | O2 | C． | CO2 | D． | H2O |
| A． | 甲地 | B． | 乙地 | C． | 丙地 | D． | 丁地 |
如图所示，现有甲、乙、丙、X、Y、Z六种初中化学常见物质，其中连线两端的物质间能发生反应；箭头两端的物质只通过一步反应就能实现转化．已知X、Y、Z都含有同一种元素，且X和Y是组成元素相同的无色液体；甲、乙、丙属于不同类别的物质，其中甲是胃酸的成分，乙的悬浊液常用来涂刷树木以防虫害．则：