Question

【题目】天然气的主要成分是甲烷（CH4），某校化学兴趣小组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。
（1）【猜想与假设】甲：CO2 H2O 乙： CO H2O
丙：NH3 CO2 H2O 丁： CO2 CO H2O
你认为同学的猜想是错误的，理由是。
（2）【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O2中燃烧的产物依次通过下列装置：

①A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能”或“否”）。
②实验中用纯净O2而不用空气的原因是。
③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，由此推断同学猜想成立。
④请写出C中黑色粉末变成红色的化学方程式：。

Answer 1

【答案】
（1）丙,反应物中不含氮元素,生成物中不可能含氮元素
（2）否,空气中含有CO2 和H2O,干扰对产物的鉴别,丁,CuO + CO Cu + CO2
【解析】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如果顺序颠倒，由于石灰水中有水，就不能证明混合气体中是否有水；②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；③A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；④C中红色粉末变成黑色的反应物是一氧化碳和氧化铁，生成物是铁和二氧化碳，用得失氧进行配平，反应条件是高温，写在等号的上边。
所以答案是：丙；反应物中不含氮元素，生成物中不可能含氮元素；否；空气中含有CO2 和H2O，干扰对产物的鉴别；丁；CuO + CO Cu + CO2。