Question

達州盛產天然氣，有“中國氣都”之稱的美譽．天然氣的主要成分是甲烷（CH₄），我校化學興趣小組的同學對甲烷燃燒的產物產生了興趣，請你參與：
【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質？
【查閱資料】含碳元素的物質完全燃燒生成CO₂，不完全燃燒生成CO；無水CuSO₄遇水變藍．
【猜想與假設】甲 CO₂ H₂O；乙 CO  H₂O；丙 NH₃CO₂ H₂O；丁 CO₂ CO  H₂O．
你認為

 

同學的猜想是錯誤的，理由是

 

．
【實驗探究】為了驗證上述猜想與假設，將甲烷在一定量的O₂中燃燒的產物依次通過如圖裝置：

（1）實驗中觀察到A中無水CuSO₄變藍，B、D中

 

（填實驗現(xiàn)象），C中

 

（填實驗現(xiàn)象），由此推斷

 

同學猜想成立．
（2）請寫出B、C中反應的化學方程式：

 

、

 

．
【反思與交流】為避免有毒的CO污染環(huán)境，所以含碳元素的物質燃燒必須滿足的條件是

 

．
【得出結論】甲烷在氧氣充足的情況下反應方程式：

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質的性質或變化規(guī)律,常見氣體的檢驗與除雜方法,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：科學探究

分析：【猜想與假設】：根據(jù)質量守恒定律考慮；根據(jù)顛倒后的后果考慮；根據(jù)空氣與純凈氧氣的區(qū)別考慮；根據(jù)無水CuSO₄變藍，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色分析出氣體成分；根據(jù)方程式的寫法考慮；根據(jù)促進可燃物燃燒的條件考慮．

解答：解：【猜想與假設】根據(jù)質量守恒定律可知化學反應前后元素的種類不變，反應物中是甲烷和氧氣，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨氣，所以丙假設錯誤；故填：丙，化學反應前后元素的種類不變；
【實驗探究】
（1）A中無水CuSO₄變藍說明混合氣體中有水，BD中石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色，由此可以推斷丁同學的猜想正確，故填：澄清石灰水變渾濁，紅色粉末變黑，丁；
（2）B中是氫氧化鈣和二氧化碳反應生成碳酸鈣沉淀和水，C中是一氧化碳和氧化鐵高溫反應生成鐵和二氧化碳，故填：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O，F(xiàn)e₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；
【反思與交流】要使不生成一氧化碳，需要氧氣充足，故填：氧氣充足；
【得出結論】甲烷和氧氣反應生成二氧化碳和水，故填：CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O．

點評：解答本題的關鍵是要知道無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色說明有水生成，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，還要知道一氧化碳與氧化鐵反應生成鐵和二氧化碳．