Question

14．达州盛产天然气，有“中国气都”之称的美誉．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．
【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：

（1）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中红色粉末变成黑色，由此推断丁同学猜想成立．
（2）请写出C中红色粉末变成黑色的化学方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
（3）【反思与交流】：①A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能“或“否”）否．
②为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是有充足的氧气．
③D装置后添加一大气球的原因是：因为一氧化碳有毒，所以要收集处理尾气．

Answer 1

分析 【猜想与假设】化学反应前后，元素的种类不变，原子的种类和个数不变；
【实验探究】
（1）无水硫酸铜是白色的，能和水反应生成蓝色的五水硫酸铜，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，一氧化碳能和氧化铁反应生成铁和二氧化碳；
（2）考虑一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳，进行书写化学方程式；
【反思与交流】考虑一氧化碳的检验；
要使燃料充分燃烧，必需有充足的氧气．
根据一氧化碳能有毒进行回答．

解答 解：【猜想与假设】
甲烷燃烧不能生成氨气，因为反应物中不含有氮元素，所以不可能生成含有氮元素的氨气．
故填：丙；化学反应前后元素的种类不变． 
【实验探究】（1）如果A、B装置的顺序颠倒，则混合气体从B中出来后，会带上水蒸气，再通过A装置时，如果无水硫酸铜变蓝色，使硫酸铜变蓝色的水可能是甲烷燃烧产生的，也可能是从石灰水中挥发出来的，也可能是二者都有，这样就影响了水的鉴别．故AB装置不能颠倒，否则无法确定甲烷燃烧产物中是否含有水，故填：否；
（2）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，说明甲烷燃烧生成了水；B中澄清石灰水变浑浊，说明甲烷燃烧生成了二氧化碳；D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，说明甲烷燃烧生成了一氧化碳，由此可知，因为燃烧生成了一氧化碳、二氧化碳和水，丁同学的猜想成立． 
（3）C中红色粉末变成黑色的化学方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
【反思与交流】如果A、B装置的顺序颠倒，则混合气体从B中出来后，会带上水蒸气，再通过A装置时，如果无水硫酸铜变蓝色，使硫酸铜变蓝色的水可能是甲烷燃烧产生的，也可能是从石灰水中挥发出来的，也可能是二者都有，这样就影响了水的鉴别．故AB装置不能颠倒，否则无法确定甲烷燃烧产物中是否含有水，故填：否；
当氧气充足时，含碳元素的物质完全燃烧能生成二氧化碳，不能生成一氧化碳．
因为一氧化碳有毒，所以要收集处理尾气，故在D装置后添加一大气球．
故答案为：
【猜想与假设】丙，化学反应前后元素的种类不变．
【实验探究】（1）丁；（3）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
【反思与交流】否；有充足的氧气． 因为一氧化碳有毒，所以要收集处理尾气．

点评 本题考查了常见物质燃烧产生的推断，含有碳元素的物质燃烧时，如果燃烧充分，生成二氧化碳，如果燃烧不充分，会生成一氧化碳，这样不仅浪费燃料，还会污染环境，完成此题，可以依据物质的性质结合反应的实验现象进行．