Question

【題目】甲烷（CH4）與CO的性質(zhì)有諸多相似處：難溶于水、具有可燃性等。下圖A裝置燒瓶內(nèi)儲存的氣體可能是CO、CO2、CH4中的一種或幾種，為確定燒瓶內(nèi)氣體的成分，同學進行如下實驗：

資料：CH4與CuO在加熱條件下反應(yīng)，生成一種金屬單質(zhì)、二氧化碳和水：NaOH溶液能與CO2反應(yīng)：

Ⅰ.裝置B的玻璃管中盛入足量的CuO固體；

Ⅱ.將3.0g足量的NaOH濃溶液通過分液漏斗滴入燒瓶中，充分反應(yīng)；

Ⅲ.按A→C→B→C→…的順序連接成裝置圖乙，打開K1，從K1處通入氮氣，再打開K2，加熱B裝置中足量的CuO固體，充分反應(yīng)（反應(yīng)前裝置內(nèi)空氣已排盡）；

Ⅳ.反應(yīng)結(jié)束后，測得燒瓶中物質(zhì)的質(zhì)量為3.1g,B裝置中固體的質(zhì)量減少了0.48g，第二個C裝置的質(zhì)量增加了0.18g

（1）寫出CH4與CuO反應(yīng)的化學方程式_______________；其中CH4具有的性質(zhì)為______；

（2）步驟中通入氮氣的作用是_______________；玻璃管中的現(xiàn)象是____________；

（3）兩個裝置C中試劑應(yīng)相同，第一個裝置C中試劑的作用是___________；

（4）通過數(shù)據(jù)分析，燒瓶中氣體的成分是________，質(zhì)量比為_____。

Answer 1

【答案】 還原性 將燒瓶中的氣體排出 固體由黑色變?yōu)榧t色 吸收除去水蒸氣 CO、CO2、CH4 14:5:4

【解析】

（1）CH4與CuO在加熱條件下反應(yīng)，生成一種金屬單質(zhì)、二氧化碳和水，根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)前后元素的種類不變，所以金屬為銅，故反應(yīng)方程式為；在該反應(yīng)中，甲烷得到氧，屬于還原劑，具有還原性；
（2）可燃性氣體與空氣的混合物受熱或點燃有可能發(fā)生爆炸，步驟中通入氮氣的作用是排除裝置中原有的空氣，防止加熱時發(fā)生爆炸；氧化銅是黑色固體，銅是紫紅色金屬，玻璃管中的現(xiàn)象是固體由黑色變?yōu)榧t色；

（3）兩個裝置C中試劑應(yīng)相同，應(yīng)該是濃硫酸，第一個裝置C中試劑的作用是吸收水蒸氣；
（4）將3.0g足量的NaOH濃溶液通過分液漏斗滴入燒瓶中，充分反應(yīng)，測得燒瓶中溶液的質(zhì)量為3.1g，說明氣體中含有二氧化碳，并且二氧化碳的質(zhì)量為：3.1g-3.0g=0.1g；
第二個C裝置的質(zhì)量增加了0.18g，說明甲烷和氧化銅反應(yīng)生成了0.18g的水，
設(shè)反應(yīng)的氧化銅質(zhì)量為x，甲烷的質(zhì)量為y

x=1.6g

y=0.08g
1.6g氧化銅中氧元素質(zhì)量為：1.6g× =0.32g，
B裝置中固體的質(zhì)量減少了0.48g，說明氧化銅中氧元素質(zhì)量減少了0.48g，進一步說明氧化銅和一氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，并且和一氧化碳反應(yīng)的氧元素質(zhì)量為：0.48g-0.32g=0.16g，一氧化碳中氧元素的質(zhì)量也是0.16g，一氧化碳的質(zhì)量為：0.16g÷=0.28g，
因此燒瓶中氣體的成分是CO、CO2、CH4。且三種物質(zhì)的質(zhì)量比為：0.28g：0.1g：0.08g=14:5：4；故填：吸收水蒸氣；CO、CO2、CH4；14:5:4。