Question

2．（1）我国西周年代写成的算卦占卜的书《周易》中，在谈到一些自然界发生的现象时说：“象曰：‘泽中有火’”试用化学方程式表示出泽中有火的化学反应CH₄+2O₂$\stackrel{点燃}{→}$CO₂+2H₂O．西气东输是我国油气管道建设史上距离最长的输气管道，总长3900公里，设计年输气量120亿立方米．这里说的气就是天然气，天然气的主要成分是甲烷（填名称），试分析使用天然气的优点清洁无污染．
（2）现在用户用的液化气有两种，一种是天然气，另一种是液化石油气，其主要成分为丙烷、丙烯、丁烷、丁烯，同时含有少量戊烷、戊烯，通过燃烧的化学方程式分析如果用户从天然气改为液化石油气应增大（“增大”或“减小”）空气进口．
（3）有一位同学想通过化学实验来验证一下甲烷的组成，设计了如图方案，通过无水硫酸铜变蓝色（填现象）说明甲烷中含有氢元素；通过澄清石灰水中变浑浊（填现象）说明甲烷中含有碳元素；通过以上实验不能（“能”或“不能”）准确的说明甲烷的元素组成．若不能，氧元素无法判断，要进一步判断需要下列哪些数据：①②③．
①甲烷的质量　②无水硫酸铜的增重　③澄清石灰水的增重　④甲烷的体积．

Answer 1

分析 （1）“泽中有火”的原因是沼泽地能产生沼气；天然气的主要成分为甲烷；甲烷燃烧无污染；
（2）根据已知的反应方程式，来分析相同体积的液化石油气、天然气消耗的氧气的多少，消耗氧气多时需要增大空气的进入量，消耗氧气少的则应减小空气的进入量；
（3）如果甲烷中含有H元素，则会燃烧生成水；如果甲烷中含有碳元素，则会燃烧生成二氧化碳；通过产物，只能说明甲烷中是否含有C、H元素，不能说明O元素的是否存在，故应根据甲烷的质量和其中含有的C、H元素质量和之间的大小关系来确认有无氧元素的存在．

解答 解：（1）“泽中有火”的原因是沼泽地能产生沼气，而沼气的主要成分为甲烷，燃烧的化学方程式为：CH₄+2O₂$\stackrel{点燃}{→}$CO₂+2H₂O；天然气的主要成分为甲烷；甲烷燃烧生成二氧化碳和水，环保无污染，故答案为：CH₄+2O₂$\stackrel{点燃}{→}$CO₂+2H₂O；甲烷；清洁无污染；
（2）由天然气的主要成分为CH₄，液化石油气的主要成分为C₃H₈，燃烧的化学方程式为CH₄+2O₂→CO₂+2H₂O；C₃H₈+5O₂→3CO₂+4H₂O．显然相同体积的C₃H₈、CH₄，C₃H₈消耗的氧气多，如果用户从天然气改为液化石油气，应需要增大空气的进入量，故答案为：增大；
（3）如果甲烷中含有H元素，则会燃烧生成水，从而能使无水硫酸铜变蓝色；如果甲烷中含有碳元素，则会燃烧生成二氧化碳，从而能使澄清石灰水变浑浊；通过产物，只能说明甲烷中是否含有C、H元素，但不能说明O元素的是否存在，故应根据甲烷的质量和其中含有的C、H元素质量和之间的大小关系来确认有无氧元素的存在，故所需的数据为①②③．
故答案为：无水硫酸铜变蓝色；澄清石灰水中变浑浊；不能；氧；①②③．

点评 本题考查了天然气、沼气的主要成分甲烷的有关性质和元素的检验，难度不大，应注意的是根据甲烷的燃烧产物只能定性分析出甲烷中含碳和氢元素，不能确认氧元素的存在，必须经过定量计算．