Question

水田或池塘里常常冒出一些气泡，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探究：
【收集气体】
  他们设计了如图一所示的取气方法：将空的塑料瓶装满水，倒放在池塘中，瓶口对准水底冒出的气泡进行收集，由于瓶口太小不便于收集，在不换瓶的情况下，你的改进方法是______．

【查阅资料】
  收集的气体可能是CH₄、CO₂、CO中的一种或几种，其中CH₄、CO是难溶于水的可燃性气体．
【实验探究】
  如图二（1），将塑料瓶A中收集到的气体依次通入B、C中，在D处点燃．

（1）要将A中的气体通入后面的装置中，应选图二（2）中的______（填序号）．
（2）若B中石灰水变浑浊，则说明A中含有______气体．
（3）装置C作用是______．
（4）若D处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有CH₄，理由是______，要排除这种干扰可采取的措施是______．
（5）采取（4）中的排除干扰措施后，在D处倒扣涂有澄清石灰水的烧杯，出现浑浊，再在D处倒扣干冷的烧杯，若杯壁有水雾，则证明A中肯定含有______，若杯壁无水雾，则证明A中肯定含有______．
（6）经过进一步探究得知，收集的气体是CH₄、CO₂、CO的混合物，这几位同学拟用如图三装置，粗略测定取样气体中CO₂的含量．装置E中发生的反应方程式是______；若取样气体为100mL，装置G读数为65.0mL，则取样气体中CO₂体积含量约为______%．

Answer 1

【答案】分析：【收集气体】根据图示收集气体的操作特点，判断收集气体的方法，根据不换瓶的要求对收集气体的装置进行改装，使收集的口部面积变大分析设计即可；
【实验探究】推断题是初中化学试题中常见但却十分重要的一类题型．本题可用逆推法，了解现象与本质的联系．
（1）要将A中的气体通入后面的装置中应选图二（2）中的有控制开关的装置，以防气体逸出，所以选②．
（2）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，通常利用这一变化检验气体为二氧化碳；
（3）加入适量的氢氧化钠溶液的作用为：吸收二氧化碳气体，以防干扰试验；
（4）B中无现象说明原气体中无二氧化碳，D处变浑浊说明生成了二氧化碳，若D处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，有同学认为是由于甲烷燃烧的可生成水；因为收集的气体中本身或在过程中带入的原因使其含有水蒸汽，所以在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置，排除干扰；
（5）分析所出现实验现象的原因，判断气体组成；
（6）根据反应物、生成物以及反应条件书写化学反应方程式；装置G读数为65.0mL，即不溶于水的气体CH₄、CO的体积．
解答：解：【收集气体】根据图示，采取排出瓶内的水收集气体的操作特点，可判断收集气体的方法为排水集气法；要使收集的口部面积变大，可在口部插入一漏斗解决．
故填：在瓶口插入一个漏斗进行收集；
【实验探究】
（1）“注水装置”应选图中的有控制开关的装置，以防过程中气体逸出，所以选②．
故填：②；
（2）能使澄清石灰水变浑浊，是二氧化碳的特点，所以可判断气体中有二氧化碳；
故填：CO₂；
（3）装置C中氢氧化钠溶液的作用为：吸收二氧化碳气体，以防干扰后续实验对二氧化碳的检验；
故填：除去气体中没反应的二氧化碳；
（4）B中无现象说明原气体中无二氧化碳，D处变浑浊说明生成了二氧化碳，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，所以可能是“全部是CH₄”成立，若D处倒扣的是干冷的大烧杯，杯壁有水雾出现，因为最后点燃的气体中本身可能含有水蒸汽，为了排除原有水蒸气的干扰，在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置，以排除干扰；
故填：水雾有可能是从B、C溶液中带出的；在C装置后加一个（浓硫酸）干燥装置；
（5）采取（4）中的排除干扰措施后：B中出现浑浊说明原气体中含有二氧化碳，若D处分别倒扣干冷的烧杯和涂石灰水的烧杯，分别出现水雾和浑浊，说明燃烧后有水及二氧化碳生成，说明原气体中存在甲烷；若杯壁无水雾，则证明A中肯定含有一氧化碳（CO）；
故填：甲烷（CH₄）；一氧化碳（CO）；
（6）二氧化碳与氢氧化钠溶液发生化学反应后，生成了碳酸钠和水，其方程式为：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；根据图示实验知，装置G读数为65.0mL，即为即不溶于水的气体CH₄、CO的体积为65.0mL，所以二氧化碳的体积是100mL-65.0mL=35mL，二氧化碳所占的百分比为：×100%=35%；
故填：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；35%．
点评：从题目中挖出一些明显或隐含的条件，抓住突破口（现象特征、反应特征及结构特征），导出结论，属实验探究型基础题．