Question

【题目】某未知气体X可能含有CO、CH4中的一种或两种，某同学设计实验进行探究。

查阅资料：

（ⅰ）加热时，CH4能与CuO反应生成Cu、CO2和H2O；

（ⅱ）20℃时，100g水中分别能溶解Ca（OH）2和Ba（OH）2分别为：0.165g，2.1g；

（iii）结构决定性质，Ba（OH）2结构与Ca（OH）2相似，也能与CO2反应。

（iv）浓硫酸具有吸水性。

（1）CH4与CuO反应的化学方程式为______。

（2）气体X成分的猜想与探究

猜想1：只有CO猜想2：只有CH4猜想3：______。

小明依据猜想进行如下实验：

实验操作	实验现象	实验结论
①实验时，先往装置中通一段时间的N2 ②再通入气体X后加热	①A中玻璃管内黑色粉末逐渐变红 ②B瓶增重，C中出现浑浊	可知猜想 ______ 不成立

（3）讨论与反思：①先通N2的目的是______。

②根据上述变化仍无法确定气体X的成分，还需要测定______（填序号），并进行定量分析才能得出结论

a．实验前A中CuO的质量 b．B瓶增重的质量 c．C瓶增重的质量

③C中用Ba（OH）2溶液而不用Ca（OH）2溶液的原因是______。

④从环保的角度，该装置还应进行的改进是______。

Answer 1

【答案】CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 既有CO又有CH4 1 排尽装置内的空气，防止空气和氧气的混合气加热发生爆炸 bc 氢氧化钡溶解度比氢氧化钙溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳 点燃或收集尾气

【解析】

（1）甲烷和氧化铜在加热的条件下生成铜、二氧化碳和水，化学方程式为：CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；

（2）依据气体X成分的猜想可知，猜想3：既有CO又有CH4；

根据变化2可知，B瓶增重，说明反应生成了水，而一氧化碳和氧化铜反应不能生成水，所以猜想1不成立；

（3）①可燃性气体和助燃性气体，在点燃时，可能发生爆炸，所以先通N2的目的是：排尽装置内的空气，防止空气和氧气的混合气加热发生爆炸；

②上述变化仍无法确定气体X的成分，还需要测定b、c，并进行定量分析才能得出结论，这是因为B瓶增重的质量是反应生成水的质量（说明气体中一定含有甲烷），C瓶增重的质量是反应生成二氧化碳的质量，根据二氧化碳和水的质量比及其CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O中二氧化碳和水的质量比可以判断气体中是否含有一氧化碳；

③C中用Ba（OH）2溶液而不用Ca（OH）2溶液的原因是氢氧化钡溶解度比氢氧化钙溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳；

④一氧化碳有毒，需要尾气处理，所以该装置还应进行的改进是：点燃或收集尾气。

故答案为：（1）CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；（2）既有CO又有CH4；1；（3）①排尽装置内的空气，防止空气和氧气的混合气加热发生爆炸；②bc；③氢氧化钡溶解度比氢氧化钙溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳；④点燃或收集尾气。