Question

（8分）水田或池塘里常常不时地冒出一些气泡，几位同学决心弄清这种气泡的成分。请你与他们一起完成如下的探究：

【猜想】Ⅰ. 这种气体含有CO₂；    Ⅱ. 这种气体含有CH₄。

【实验和结论】

（1）在水田中一位同学用木棍搅拌瘀泥，另一位同学将装满水的集气瓶倒置于水中的气泡上方接收气体，如此重复几次后集满了2瓶气体。这种集气方法属于             。

（2）将一集气瓶的玻片移开少许，向瓶中加入澄清石灰水，盖好玻片反复振荡，发现澄清石灰水变浑浊，说明“猜想Ⅰ”               （填：成立、不成立）；然后移开玻片，立即用燃着的火柴靠近瓶口，剩余气体噗的一声燃烧起来，一位同学就认为“猜想Ⅱ”成立，燃烧的化学方程式为                                       ； 另几位同学认为此现象不能说明CH₄的存在，原因是                                          。

（3）为了验证这种可燃性气体含有碳和氢，他们把另一瓶气体装配为如右图所示的装置，旋开活塞放水到集气瓶中，经验纯后用燃着的火柴靠近导管口，气体燃烧起来，紧接着的操作、现象和判断是：①用内壁涂有澄清石灰水的小烧杯罩于火焰上方，如果杯底变浑浊，说明该气体中含碳；②                      。干燥管中的碱石灰（CaO+固体NaOH）所起的作用是                               。

【拓展】如果要进一步确证这种含有C和H的可燃性气体就是CH₄，还应该进行          。

 

Answer 1

【答案】

（1）排水法     （2）成立 

 C H₄＋2O_２CO₂+2H₂O

可燃性的气体除了CH₄外，还有可能是其它的气体，如CO、H₂或由C和H组成的有机气体。

②用干冷的烧杯罩于火焰上方，如果烧杯内壁的水雾出现，说明该气体中含有氢元素。

要测定这种气体燃烧后生成的CO₂和H₂0中碳和氢的含量。

[拓展]收集燃烧后产生的气体进行定量分析。

【解析】（1）将装满水的集气瓶倒置于水中的气泡上方接收气体，该方法称为排水集气法；

（2）澄清石灰水变浑浊，说明气体中含有二氧化碳，与猜想Ⅰ所猜测相符，因此猜想Ⅰ成立；在点燃条件下，甲烷在氧气中完成燃烧生成二氧化碳和水，该反应的化学方程式可表示为CH₄+2O₂ CO₂+2H₂O；甲烷具有可燃性，但具有可燃性的气体并非只有甲烷，因此，由可燃判断气体为甲烷不够具有说服力；

（3）利用含氢元素可燃物燃烧后可生成水，因此采取用干冷（或用无水粘胶粘有硫酸铜的）烧杯罩于火焰上方，如果烧杯内壁出现水雾（或无水硫酸铜由白色变为蓝色），则说明这种气体含有氢；干燥管中的碱石灰由能吸收水份的氧化钙和既能吸收水又能吸收二氧化碳的氢氧化钠混合而成，在实验中起到吸收原气体中的CO₂和水蒸汽的作用；

[拓展]通过以上定性的实验仅能得到由C、H元素组成的结论，要确切得到该气体为甲烷还需要对气体中氢和碳元素的质量进行测定.