Question

【题目】可燃冰是一种新型能源，在我国南海储量很高,其主要成分为甲烷(CH4),CH4能还原CuO,某化学兴趣小组同学设计实验探究CH4还原CuO的反应。

（提出问题） CH4还原CuO的反应产物是什么?

（查阅资料）①白色的无水硫酸铜固体遇水变蓝色;②氧化亚铜(Cu2O)和铜均为红色固体，且Cu2O能和稀硫酸反应,反应的化学方程式为 。

（实验探究）

(1)实验开始时,应进行的操作是___________(填字母)。

a 先通纯净的甲烷,后加热氧化铜

b 先加热氧化铜,后通纯净的甲烷

(2)点燃酒精灯,通入足量的甲烷,一段时间后B装置内的现象是黑色固体变为红色，证明有铜生成。

(3)反应过程中,C装置中白色的无水硫酸铜固体变蓝色,证明有_________________生成。

(4)D装置内澄清石灰水变浑浊,证明有__________________生成，澄清石灰水变浑浊的化学方程式为______________________。

（实验反思）

(5)浓硫酸的作用是______________________。

(6)实验过程中可能会产生一氧化碳，从环保角度考虑,你认为如图实验需要改进之处是___________。

（实验拓展）

(7)实验结束后小可认为B装置内的红色固体可能是氧化亚铜,为验证其猜想,小可设计如下实验方案:

实验操作	现象	结论
取少量红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸	___________	红色固体是Cu2O

小红认为小可的结论不合理,因为B装置中的红色固体可能是Cu和Cu2O的混合物,于是她进行了以下实验:称取m g红色固体于试管中,加入过量的稀硫酸充分反应,然后过滤、洗涤、干燥称量,得到ng固体。当n>__________,(含m的代数式)时,证明小红的猜想合理。

Answer 1

【答案】a 水 二氧化碳 于燥甲烷气体(或除去甲烷中的水蒸气) 在D装置右侧导管口处放一盏燃着的酒精灯(或系一只气球) 溶液变蓝色,有红色固体剩余 4m/9

【解析】

实验探究：（1）甲烷具有可燃性，混有一定量的空气遇明火会发生爆炸，故应先通纯净的甲烷，将装置内的空气排尽，后加热氧化铜。

故选a；

（3）无水硫酸铜遇水变蓝，无水硫酸铜固体变为蓝色，说明有水生成；

（4）二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，故D装置内澄清石灰水变浑浊,证明有二氧化碳生成；

澄清石灰水变浑浊，是因为氢氧化钙能与二氧化碳反应生成碳酸钙和水，该反应的化学方程式为：；

实验反思：（5）浓硫酸具有吸水性，且浓硫酸与甲烷不反应，故浓硫酸的作用是：干燥甲烷气体；

（6）一氧化碳有毒，排放到空气中会污染空气，故应增加尾气处理装置，应在D装置右侧导管口处放一盏燃着的酒精灯(或系一只气球)；

实验拓展：（7）结论为：红色固体是Cu2O，Cu2O能和稀硫酸反应，反应的化学方程式为，铜不与稀硫酸反应，故实验现象为：溶液变蓝色,有红色固体剩余；

若mg红色固体全部是Cu2O，，故最后得到的固体是铜，设生成铜的质量是x

x=4m/9。

氧化亚铜反应生成铜，质量减小，故若n=4m/9，则红色固体全部是氧化亚铜，如果n＞4m/9

，则红色固体是铜和氧化亚铜的混合物，故填：4m/9。