Question

3．【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、H2O	CO、H2O	NH3、CO2、H2O	CO2、CO、H2O

你认为丙同学的猜想是错误的，理由是质量守恒定律或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C中黑色粉末变成红色的化学方程式：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．

Answer 1

分析 产物猜想：根据质量守恒定律考虑；
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中黑色粉末变成光亮的红色分析出气体成分；
④根据化学方程式的写法考虑；
【反思与交流】
根据促进可燃物燃烧的条件考虑．

解答 解：产物猜想：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；
①如果顺序颠倒，由于石灰水中有水，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，用空气无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳，难以判断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；
③A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中黑色粉末变成光亮的红色说明具有还原性气体，且与氧化铜反应能生成二氧化碳和铜，所以说明混合气体中含有一氧化碳；
④B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，该反应的化学方程式为：；C中黑色粉末变成红色的反应物是一氧化碳和氧化铜，生成物是铜和二氧化碳，该反应的化学方程式为：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
【反思与交流】
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．
故答案为：产物猜想：丙；                        
质量守恒定律或化学反应前后元素的种类不变或反应前不含氮元素；
①不能；                        
②空气中含有CO₂和H₂O；
③丁；                                   
④CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂；
【反思与交流】
氧气充足．

点评 解答本题的关键是要知道无水硫酸铜由白色变为蓝色说明有水生成，能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，还要知道一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳．