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甲、乙两位同学在学习甲烷性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等.但H2和CO具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?
【假设猜想】甲同学:甲烷没有还原性
乙同学:甲烷有还原性,并对甲烷还原氧化铜的产物提出了下列假设:
假设1:Cu、CO2
假设2:Cu、CO、H2O
假设3:Cu、CO2、H2O
假设4:Cu、CO、CO2、H2O
其中假设
1
1
不合理,理由是
甲烷中含有氢元素
甲烷中含有氢元素

【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
【设计实验步骤】(假设药品都是足量的)为了判断假设的合理性,乙同学设计了以下装置

①分别称量装置A、B、C的质量
②再次分别称量装置A、B、C的质量
③向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4
④停止加热,继续通入CH4至冷却到室温
⑤缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应
甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是⑥
检查装置的气密性
检查装置的气密性
,其合理的操作顺序是
⑥①③⑤④②
⑥①③⑤④②
(填序号).
【进行实验】乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据
①装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊
②称量数据如表所示.
A中玻璃管(含药品)质量 装置B的质量 装置C的质量
反应前 150g 156.6g 256.8g
反应后 147.2g 158.4g 257.9g
【现象分析与数据处理】
根据装置A、B、C中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是
Cu H2OCO2
Cu H2OCO2

【实验结论】
①CH4
(填“有”或“没有”)还原性.如没有,不作答;如有,则乙同学的假设
4
4
正确,原因是
根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO.
根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO.

②装置A中发生的反应方程式为
2CH4+7CuO
  △  
.
 
7Cu+4H2O+CO+CO2
2CH4+7CuO
  △  
.
 
7Cu+4H2O+CO+CO2
分析:【假设猜想】根据质量守恒定律反应前后元素的种类不变分析;
【设计实验步骤】根据实验的注意事项及结合一氧化碳实验的步骤分析:检查装置的气密性→通气→加热→停气;
【现象分析与数据处理】根据装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊对产物作出判断;
【实验结论】根据实验得出结论;根据表格物质的作用及数据推测产物并写出反应的方程式.
解答:解:【假设猜想】根据质量守恒定律反应前后元素的种类不变,可知甲烷中含有氢元素,而推测1没有氢元素,故错误;
【设计实验步骤】在连接好仪器后需要检查装置的气密性,防止装置漏气;根据实验需要通过质量的改变得出结论,因此需要先分别称量装置A、B、C的质量;向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4,以排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸;然后缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应;等反应完再停止加热,继续通入CH4至冷却到室温,防止铜重新被氧化;最后再次分别称量装置A、B、C的质量,通过数据的变化进行计算;故顺序为;⑥①③⑤④②;
【现象分析与数据处理】根据装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊对产物,说明分别产生了Cu  H2O  CO2
【实验结论】①通过实验说明甲烷具有还原性;根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2 而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO,故假设4成立;
②通过实验及计算甲烷和氧化铜加热生成了铜、水、二氧化碳和一氧化碳,故反应的方程式为:2CH4+7CuO
  △  
.
 
7Cu+4H2O+CO+CO2
故答案为:【假设猜想】1;甲烷中含有氢元素;
【设计实验步骤】检查装置的气密性;⑥①③⑤④②;
【现象分析与数据处理】Cu H2O CO2
【实验结论】①有;4; 根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2 而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO;
②2CH4+7CuO
  △  
.
 
7Cu+4H2O+CO+CO2
点评:本题是关于甲烷的还原性的实验探究,考查了质量守恒定律的运用及实验的步骤、物质的性质等,可依据一氧化碳还原氧化铁的步骤及实验的注意事项完成,难度较大.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源: 题型:

27、某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题,以下是他们的实验方案:

方案一:
(1)写出图甲装置 A中发生反应的化学方程式
CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
,装置B的作用是
干燥气体(除去水分)

装置C的作用是.
吸收(除去)氧气

方案二:
(2)甲、乙两位同学分别收集一瓶装置图甲的装置B中放出的气体,用图乙装置进行实验,其中甲同学选用红磷,乙同学选用木炭.你认为:选用
木炭
(填“红磷”或“木炭”)的方法不科学,原因是
因木炭燃烧生成二氧化碳气体,影响实验结果

(3)分析误差:此法得到的氮气密度与氮气的实际密度有误差,请你分析产生误差的可能原因(写两种)
氮气中含有稀有气体;
氧气没有除尽;二氧化碳没有除尽等(其他合理答案也得分)

(4)利用物质间某些性质的差异选用不同的方法将它们分离,是分离物质的基本思路.例如:在工业上,分离空气中的氮气和氧气是利用它们的
沸点
不同.请列举一种你所知道的利用物质性质差异分离物质的方法
根据物质溶解度的不同,可选用改变温度的方法将物质分离或者根据物质颗粒大小的不同,可选用过滤的方法将物质分离.(其
他合理答案同样得分)

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科目:初中化学 来源: 题型:

27、某学习小组将“从空气中制取氮气”作为研究课题,以下是他们的实验方案:

方案一:
(1)写出图1装置 A中发生反应的化学方程式
2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
,装置B的作用是
除去水蒸气
.装置C的作用是.
除去氧气

方案二:
(2)甲、乙两位同学分别收集一瓶装置图1的装置B中放出的气体,用图2装置进行实验,其中甲同学选用红磷,乙同学选用木炭.你认为:选用
木炭
(填“红磷”或“木炭”)的方法不科学.
(3)分析误差:方案二得到的氮气密度与氮气的实际密度有误差,请你分析产生误差的可能原因(写两种)
药品的量不足,氧气没有耗尽
装置漏气

(4)利用物质间某些性质的差异选用不同的方法将它们分离,是分离物质的基本思路.例如:在工业上,分离空气中的氮气和氧气是利用它们
沸点
的不同.请列举一种你所知道的利用物质性质差异分离物质的方法
粗盐提纯利用过滤

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科目:初中化学 来源:不详 题型:问答题

甲、乙两位同学在学习甲烷性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等.但H2和CO具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?
【假设猜想】甲同学:甲烷没有还原性
乙同学:甲烷有还原性,并对甲烷还原氧化铜的产物提出了下列假设:
假设1:Cu、CO2
假设2:Cu、CO、H2O
假设3:Cu、CO2、H2O
假设4:Cu、CO、CO2、H2O
其中假设______不合理,理由是______
【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
【设计实验步骤】(假设药品都是足量的)为了判断假设的合理性,乙同学设计了以下装置

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①分别称量装置A、B、C的质量
②再次分别称量装置A、B、C的质量
③向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4
④停止加热,继续通入CH4至冷却到室温
⑤缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应
甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是⑥______,其合理的操作顺序是______(填序号).
【进行实验】乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据
①装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊
②称量数据如表所示.
A中玻璃管(含药品)质量 装置B的质量 装置C的质量
反应前 150g 156.6g 256.8g
反应后 147.2g 158.4g 257.9g
【现象分析与数据处理】
根据装置A、B、C中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是______.
【实验结论】
①CH4______(填“有”或“没有”)还原性.如没有,不作答;如有,则乙同学的假设______正确,原因是______
②装置A中发生的反应方程式为______.

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科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

甲、乙两位同学在学习甲烷性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等。但H2和CO具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?

【假设猜想】甲同学:甲烷没有还原性

            乙同学:甲烷有还原性,并对甲烷还原氧化铜的产物提出了下列假设:

      假设1:Cu、CO2

假设2:Cu、CO、H2O

假设3:Cu、CO2、H2O

假设4:Cu、CO、CO2、H2O

其中假设    ⑴    不合理,理由是                    ⑵                

【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色

【设计实验步骤】(假设药品都是足量的)

为了判断假设的合理性,乙同学设计了以下装置

 


①分别称量装置A、B、C的质量

②再次分别称量装置A、B、C的质量

③向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4

④停止加热,继续通入CH4至冷却到室温

⑤缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应

甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是⑥_______________________________,其合理的操作顺序是          ⑷_____________(填序号)。

【进行实验】乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据

①装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊

②称量数据如表所示。

A中玻璃管(含药品)质量

装置B的质量

装置C的质量

反应前

150g

156.6g

256.8g

反应后

147.2g

158.4g

257.9g

【现象分析和数据处理】

根据装置A、B、C中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是_________。

【实验结论】

①CH4_     __    _(填“有”或“没有”)还原性。如没有,不作答;如有,则乙同学的假设     ⑺      正确,原因是_____________________________

②装置A中发生的反应方程式为________________________________________。

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