Question

乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制得，属于可再生能源．在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染．2001年4月2日国家技术监督局发布《车用乙醇汽油》国家标准，并于同年4月15日开始实施．

乙醇(C₂H₅OH)完全燃烧时生成CO₂和H₂O．如果氧气不充足，乙醇燃烧可能还有CO生成．现用下图装置进行实验，确证乙醇燃烧产物中有CO、CO₂和H₂O(注：无水硫酸铜为白色固体粉末，遇水变蓝)．

请回答下列问题：

(1)能确证产物中有H₂O的现象是________________________；能确证产物中有CO的现象是________________、________．

(2)实验时，可观察到装置B中石灰水变浑浊，D中石灰水无变化．B装置的作用是________；C装置的作用是________；D装置的作用是________．

(3)若乙醇燃烧产物中CO和CO₂的总质量为25.2g，其中碳元素与氧元素的质量比为2∶5，则参加反应的乙醇的质量为________g，产物中H₂O的质量为________g．

(4)科学家发现海底埋藏着大量的“可燃冰”甲烷的水合物．质量相等的甲烷和乙醇在氧气充足的条件下完全燃烧，产生CO₂的质量较多的是________．

(5)此装置的不足之处是________，如何改进：________．

Answer 1

答案：
解析：

答案：(1)白色的无水硫酸铜粉末变蓝了，能确认产物中有水．能确证CO的现象是：E中的黑色氧化铜粉末变成亮红色，同时F中的澄清石灰水变浑浊． 　　(2)装置B是确证燃烧产物中含有CO2，而C装置中的NaOH溶液要吸收CO2，将产物中的CO2除干净，防止对CO的确证造成干扰．D装置的作用是检验CO2是否除干净了(若D中澄清水变浑浊了，说明产物中的CO2没完全被NaOH吸收，这时装置C和D可再重复使用)． 　　(3)根据质量守恒定律可知，乙醇燃烧产物中CO和CO2中所含碳元素的质量全部来自乙醇；产物中水中的氢元素也全部来自乙醇． 　　解：25.2g CO和CO2混合气体中含碳元素的质量为：25.2g×＝25.2g×＝7.2g 　　设：参加反应的乙醇质量为x，生成水的质量为y 　　根据关系式：C2H5OH～2C～6H～3H2O 　　　　　　　　　46　　24　　　　54 　　　　　　　　　x　　7.2g　　　　y 　　＝　　　　　　x＝＝13.8g 　　＝　　　　　y＝＝16.2g 　　即参加反应的乙醇质量为13.8g，生成水的质量为16.2g． 　　(4)从化学式看，生成相同质量CO2时甲烷与乙醇的分子个数比一定为2∶1，此时二者的质量比为：2CH4～C2H5OH～2CO2 　　　　　　　　　　　32　∶　46 　　显然，相同质量的CH4和乙醇充分燃烧时，甲烷产生的CO2要比乙醇多．(解法很多，正确即可)． 　　(5)此装置的不足之处是缺少尾气处理装置．可将尾气中的CO燃烧掉或收集起来集中处理． 　　【过程探究】要确认乙醇燃烧产物中有CO、CO2和H2O时，确认的顺序和防止相互干扰是设计实验的关键．本题要先通过白色的无水硫酸铜粉末变蓝确证水的生成；再通过澄清石灰水的变浑浊确证CO2的存在；确认CO时，是利用CO的还原性，根据CO加热时能使黑色CuO变成亮红色的铜，同时生成能使澄清石灰水变浑浊的CO2气体的实验事实确认的．因此，在燃烧产物通过灼热的CuO之前，必须将CO2除干净，防止对CO的确认产生干扰，所以在装置E前，加C和D．

提示：

【设计意图】通过实验探究乙醇燃烧产物的过程，考查CO、CO2的性质及运用性质解决实际问题的能力和方法．