Question

18．天然气的主要成分是甲烷（CH₄），某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：
【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？
【查阅资料】：含碳元素的物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝．
【猜想与假设】：
甲 CO₂ H₂O；            乙 CO  H₂O；
丙 NH₃CO₂ H₂O；         丁 CO₂ CO  H₂O．
你认为丙同学的猜想是错误的，理由是化学反应前后元素的种类不变，而反应前不含氮元素，生成物中不可能生成氨气．
【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的纯净的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）实验中用纯净的O₂而不用空气的原因是空气中含有CO₂和H₂O．
（2）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成红色，由此推断丁同学猜想成立．
（3）请写出C中黑色粉末变成红色、D中澄清石灰水变浑浊的化学方程式：CuO+CO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂、CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O．
【反思与交流】：以上事实表明，含碳元素的燃料不充分燃烧，会产生部分CO污染环境．为了节约能源，保护环境，使燃料充分燃烧的两点措施为：①有充足的氧气②可燃物与空气有足够大的接触面积．
【质量测定】：若实验前将一定质量的氧化铜放于装置C中，待其完全反应后冷却，称得装置C中固体质量为6.4克，求参加反应的氧化铜的质量．（写出计算过程）

Answer 1

分析 【猜想与假设】：根据质量守恒定律考虑；
（1）根据空气与纯净氧气的区别考虑；
（2）根据无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色分析出气体成分；
（3）根据方程式的写法考虑；
【反思与交流】根据是可燃物充分燃烧的条件分析回答；
【质量测定】根据一氧化碳与氧化铜的反应，同的质量求出氧化铜的质量．

解答 解：【猜想与假设】根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变，反应物中是甲烷和氧气，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨气，所以丙假设错误；
（1）由于空气中含有水分和二氧化碳，用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳，因为到底是混合气体中的水和二氧化碳，还是空气中的水和二氧化碳，无法确定；
（2）A中无水CuSO₄变蓝说明混合气体中有水，B中石灰水变浑浊说明混合气体中含有二氧化碳，B中石灰水有两个作用：验证二氧化碳的存在，除去二氧化碳；D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色说明具有还原性气体，且与氧化铁反应能生成二氧化碳，所以说明混合气体中含有一氧化碳，所以丁正确；
（3）C中红色粉末变成黑色的反应物是一氧化碳和氧化铜，生成物是铜和二氧化碳，B中澄清石灰水变浑浊的反应物是氢氧化钙和二氧化碳，生成物是碳酸钙沉淀和水，反应的方程式分别是：CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思与交流】：以上事实表明，含碳元素的燃料不充分燃烧，会产生部分CO污染环境．为了节约能源，保护环境，使燃料充分燃烧的两点措施为：①有充足的氧气，②可燃物与空气有足够大的接触面积．
【质量测定】设氧化铜的质量为x
 CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂
  80        64
   x         6.4g
$\frac{80}{64}=\frac{x}{6.4g}$   解得：x=8g
故答为：【猜想与假设】丙，化学反应前后元素的种类不变，而反应前不含氮元素，生成物中不可能生成氨气；
【实验探究】（1）空气中含有水分和二氧化碳；（2）丁；（3）CuO+CO $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+CO₂，CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思与交流】：①有充足的氧气，②可燃物与空气有足够大的接触面积．
【质量测定】参加氧化铜的质量为8g．

点评 解答本题的关键是要知道无水硫酸铜由白色变为蓝色说明有水生成，能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳，还要知道一氧化碳与氧化铜反应生成铜和二氧化碳．