Question

（2013?梧州模拟）通过学习，我们知道：沼气的主要成分是甲烷．那么沼气池中除了甲烷以外还有什么气体呢？带着这个疑问，我们学习小组的同学进行了以下探究活动．
【查阅资料】①沼气池中除了有甲烷外，还可能有CO、CO₂、H₂S等．
②H₂S气体有毒，能燃烧，能与CuSO₄溶液反应生成黑色CuS沉淀．
【收集气体】将不加盖的矿泉水瓶装满水，用细绳吊入池中，使瓶中的水全部倒出，然后迅速拉起矿泉水瓶，盖上瓶盖．这种方法属于

排水

集气法．
【提出猜想】小组的同学对沼气含有上述气体中最少3种成分的猜想如下：
小吴的猜想：有CH₄、CO、H₂S
小周的猜想：有CH₄、CO₂、H₂S
小施的猜想：有CH₄、CO、CO₂
我的猜想：有

CH₄、CO、CO₂、H₂S

．
【实验方案】小组的同学在老师的指导下，共同设计了下图的装置并进行探究（除B外其它每步反应或作用都是完全的）

【实验过程】
（1）A、B装置中都产生明显的现象，则沼气中肯定含

H₂S、CO₂

气体，A中变化的化学方程式为

H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄

，
B中变化的现象为

生成白色沉淀

；
（2）装置C的作用是

完全除去CO₂，排除干扰．

；
（3）装置D中的药品是

浓硫酸

；
（4）实验过程中记录的实验数据如表

	E装置总质量	F装置总质量
反应前	156.6g	156.8g
反应后	158.4g	159.0g

【实验结论】同学的猜想正确．
【拓展应用】沼气池的残余物可作农家肥，在清理沼气池中的残余物时，从安全的角度考虑应注意的事项：

严禁烟火

（答一点）．

Answer 1

分析：【收集气体】根据收集气体的操作分析收集方法；
【提出猜想】根据沼气池中除了有甲烷外，还可能有CO、CO₂、H₂S等分析猜想．
【实验过程】（1）根据气体的性质及A、B中出现的现象分析沼气中肯定含的气体，根据反应写出反应的方程式，分析实验的现象；
（2）根据二氧化碳能与氢氧化钠反应分析装置C的作用；
（3）根据气体中含有水分分析D装置中加入的物质；
【实验结论】根据E装置增加的质量是生成水的质量，F装置增加的质量就是生产的二氧化碳的质量，由此可以求出原混合物中含有的碳、氢元素的原子个数比，据此确定是否含有一氧化碳．
【拓展应用】根据甲烷的可燃性和H₂S的毒性分析在清理沼气池中的残余物时，从安全的角度考虑应注意的事项．

解答：解：【收集气体】由题意可知，将不加盖的矿泉水瓶装满水，用细绳吊入池中，再将水全部倒出，手机了一瓶气体，这种方法属于排水集气法．
【提出猜想】由沼气池中除了有甲烷外，还可能有CO、CO₂、H₂S等气体，则气体的成分可能是CH₄、CO、H₂S或CH₄、CO₂、H₂S或CH₄、CO、CO₂，还有可能是CH₄、CO、CO₂、H₂S．所以，则我的猜想是：CH₄、CO、CO₂、H₂S．
【实验过程】
（1）由于H₂S能与CuSO₄溶液反应生成黑色CuS沉淀和硫酸，二氧化碳能是澄清的石灰水变浑浊，所以，则沼气中肯定含H₂S、CO₂气体，在A中发生的反应的方程式是：H₂S+CuSO₄=Cu S↓+H₂SO₄；B中的现象是生成白色沉淀；
（2）由于二氧化碳能与氢氧化钠反应，所以装置C的作用是完全除去CO₂，排除干扰；
（3）由于气体中含有水分，D装置中加入的物质是浓硫酸，利用浓硫酸的吸水性除去水分；
【实验结论】由于浓硫酸能吸收水，E装置增加的质量是生成水的质量，水的质量为：158.4g-156.6g=1.8g，氢元素的质量为：1.8g×

1×2

1×2+16

×100%=0.2g；由于氢氧化钠能吸收二氧化碳，F装置增加的质量就是生成的二氧化碳的质量，二氧化碳的质量为：159.0g-156.8g=2.2g，碳元素的质量为：2.2g×

12

12+16×2

×100%=0.6g．碳、氢元素的原子个数比是比为：

0.6g

12

：

0.2g

1

=1：4，与甲烷中含有的碳氢原子的个数相同．所以，原混和物中不含有一氧化碳．所以，小周的猜想是正确的．
【拓展应用】由于甲烷是可燃性的气体，在清理沼气池中的残余物时要严禁烟火；由于沼气中混有H₂S，H₂S有毒，在清理沼气池中的残余物时，应戴防毒面具等．
故答为：【收集气体】排水；【提出猜想】CH₄、CO、CO₂、H₂S；【实验过程】（1）H₂S、CO₂； H₂S+CuSO₄=Cu S↓+H₂SO₄；生成白色沉淀．（2）完全除去CO₂，排除干扰；（3）浓硫酸；【实验结论】小周
【拓展应用】严禁烟火、戴防毒面具等．

点评：化学是一门以实验为基础的学科，化学实验是考查的重点、难点和热点，掌握科学探究的环节，熟悉基础知识，是解题的前提