Question

19．水田或池塘里常常不時地冒出一些氣泡，幾位同學(xué)決心弄清這種氣泡的成分．請你與他們一起完成如下的探究：
【猜想】Ⅰ．這種氣體含有CO₂；Ⅱ．這種氣體含有CH₄．
【實驗和結(jié)論】
（1）在水田中一位同學(xué)用木棍攪拌瘀泥，另一位同學(xué)將裝滿水的集氣瓶倒置于水中的氣泡上方接收氣體，如此重復(fù)幾次后集滿了2瓶氣體．這種集氣方法屬于排水法．
（2）將一集氣瓶的玻片移開少許，向瓶中加入澄清石灰水，蓋好玻片反復(fù)振蕩，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，說明“猜想Ⅰ”成立（填：成立、不成立）；然后移開玻片，立即用燃著的火柴靠近瓶口，剩余氣體噗的一聲燃燒起來，一位同學(xué)就認為“猜想Ⅱ”成立，燃燒的化學(xué)方程式為CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O； 另幾位同學(xué)認為此現(xiàn)象不能說明CH₄的存在，原因是氫氣和一氧化碳都能夠在空氣中燃燒．
（3）為了驗證這種可燃性氣體含有碳和氫，他們把另一瓶氣體裝配為如圖所示的裝置，旋開活塞放水到集氣瓶中，經(jīng)驗純后用燃著的火柴靠近導(dǎo)管口，氣體燃燒起來，緊接著的操作、現(xiàn)象和判斷是：
①用內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩于火焰上方，如果杯底變渾濁，說明該氣體中含碳；②另取干冷的小燒杯罩于火焰上方，如果燒杯內(nèi)壁產(chǎn)生小水珠，說明該氣體中含氫．
干燥管中的堿石灰（CaO+固體NaOH）所起的作用是吸收二氧化碳和水蒸氣．
【拓展】如果要進一步確證這種含有C和H的可燃性氣體就是CH₄，還應(yīng)該進行利用濃硫酸吸收水蒸氣，盛有濃硫酸裝置的前后質(zhì)量差即為反應(yīng)生成水的質(zhì)量，根據(jù)水的質(zhì)量可以計算氫元素的質(zhì)量；
利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，盛有氫氧化鈉溶液裝置的前后質(zhì)量差即為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可以計算碳元素的質(zhì)量；
計算出碳元素和氫元素的質(zhì)量比，再根據(jù)碳原子和氫原子的相對原子質(zhì)量即可計算碳原子和氫原子的個數(shù)比，從而可以確定可燃性氣體就是CH₄．

Answer 1

分析 【實驗和結(jié)論】
收集氣體的方法有排空氣法和排水法；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
甲烷燃燒生成水和二氧化碳；
水蒸氣遇冷變成水；
堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳；
【拓展】
如果要進一步確證這種含有C和H的可燃性氣體就是CH₄，還應(yīng)該進行定量分析．

解答 解：【實驗和結(jié)論】
（1）在水田中一位同學(xué)用木棍攪拌瘀泥，另一位同學(xué)將裝滿水的集氣瓶倒置于水中的氣泡上方接收氣體，如此重復(fù)幾次后集滿了2瓶氣體，這種集氣方法屬于排水法．
故填：排水法．
（2）將一集氣瓶的玻片移開少許，向瓶中加入澄清石灰水，蓋好玻片反復(fù)振蕩，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，說明“猜想Ⅰ”成立；
然后移開玻片，立即用燃著的火柴靠近瓶口，剩余氣體噗的一聲燃燒起來，一位同學(xué)就認為“猜想Ⅱ”成立，燃燒的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；
另幾位同學(xué)認為此現(xiàn)象不能說明CH₄的存在，原因是氫氣和一氧化碳都能夠在空氣中燃燒．
故填：成立； CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；氫氣和一氧化碳都能夠在空氣中燃燒．
（3）②另取干冷的小燒杯罩于火焰上方，如果燒杯內(nèi)壁產(chǎn)生小水珠，說明該氣體中含氫；
干燥管中的堿石灰（CaO+固體NaOH）所起的作用是吸收二氧化碳和水蒸氣．
故填：另取干冷的小燒杯罩于火焰上方，如果燒杯內(nèi)壁產(chǎn)生小水珠，說明該氣體中含氫；吸收二氧化碳和水蒸氣．
【拓展】
如果要進一步確證這種含有C和H的可燃性氣體就是CH₄，還應(yīng)該進行：利用濃硫酸吸收水蒸氣，盛有濃硫酸裝置的前后質(zhì)量差即為反應(yīng)生成水的質(zhì)量，根據(jù)水的質(zhì)量可以計算氫元素的質(zhì)量；
利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，盛有氫氧化鈉溶液裝置的前后質(zhì)量差即為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可以計算碳元素的質(zhì)量；
計算出碳元素和氫元素的質(zhì)量比，再根據(jù)碳原子和氫原子的相對原子質(zhì)量即可計算碳原子和氫原子的個數(shù)比，從而可以確定可燃性氣體就是CH₄．
故填：利用濃硫酸吸收水蒸氣，盛有濃硫酸裝置的前后質(zhì)量差即為反應(yīng)生成水的質(zhì)量，根據(jù)水的質(zhì)量可以計算氫元素的質(zhì)量；
利用氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳，盛有氫氧化鈉溶液裝置的前后質(zhì)量差即為反應(yīng)生成二氧化碳的質(zhì)量，根據(jù)二氧化碳的質(zhì)量可以計算碳元素的質(zhì)量；
計算出碳元素和氫元素的質(zhì)量比，再根據(jù)碳原子和氫原子的相對原子質(zhì)量即可計算碳原子和氫原子的個數(shù)比，從而可以確定可燃性氣體就是CH₄．

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．