Question

20．我区很多乡镇建起了沼气池，不仅为我区节约了能源，而且为减少污染也做出了很大贡献．沼气的主要成分是甲烷（CH₄），我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（或质量守恒定律）．
【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如图所示装置：
（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能“或“否”）否．
（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是空气中有水蒸气和二氧化碳．
（3）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．
（4）C中红色粉末变成黑色的化学方程式：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
【反思与交流】：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充足的氧气，使燃料充分燃烧．
（5）某课外小组的同学们认为尾气中的一氧化碳可以利用下装置中的一种重复利用，避免污染环境或浪费能源．于是设计如下装置除去废气中的二氧化碳，并收集一瓶一氧化碳，准备进行后续地探究．其中最合理的装置是③（填序号，瓶内为氢氧化钠溶液）．

Answer 1

分析 实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，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（或质量守恒定律）；A、B装置的顺序不能颠倒，因为颠倒后不能证明水的存在；实验中用纯净O₂而不用空气的原因是：空气中有水蒸气和二氧化碳；实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，说明有水蒸气；B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，说明有二氧化碳和一氧化碳，由此推断丁同学猜想成立；一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，配平即可；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：充足的氧气，使燃料充分燃烧；氢氧化钠溶液能把二氧化碳充分吸收，必须从左边的长管进入；一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应，在上方聚集，液体从右边的长管排出．

解答 解：本题通过实验资料和实验分析，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（或质量守恒定律）；故答案为：丙；化学反应前后元素的种类不变（或质量守恒定律）．
（1）A、B装置的顺序不能颠倒，因为颠倒后不能证明水的存在，故答案为：否．
（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是：空气中有水蒸气和二氧化碳；故答案为：空气中有水蒸气和二氧化碳．
（3）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，说明有水蒸气；B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，说明有二氧化碳和一氧化碳，由此推断丁同学猜想成立；故答案为：丁
（4）一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳，配平即可；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：充足的氧气，使燃料充分燃烧；故答案为：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；充足的氧气，使燃料充分燃烧．
（5）氢氧化钠溶液能把二氧化碳充分吸收，必须从左边的长管进入；一氧化碳与氢氧化钠溶液不反应，在上方聚集，液体从右边的长管排出，故答案为：③

点评 本考点既考查了实验步骤的设计，又考查了化学方程式的书写，还对实验进行了评价，综合性比较强．实验探究题是近几年中考的热点之一，它包括实验方法和过程的探究，实验结论和实验规律的探究等．本题通过实验资料和实验分析，得到了正确的结论，属于结论性探究．同学们要具体分析，综合掌握．