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20.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),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而反应前不含氮元素,生成物中不可能生成氨气
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)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含有CO2和H2O(干扰对产物的鉴别).
(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)请写出B中澄清石灰水变浑浊、中红色粉末变成黑色的化学方程式:CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;Fe2O3+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2反思与交流为避免CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是氧气充足
--.

分析 【猜想与假设】:根据质量守恒定律考虑;(1)根据颠倒后的后果考虑;(2)根据空气与纯净氧气的区别考虑;(3)根据无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色分析出气体成分;(4)根据方程式的写法考虑;根据促进可燃物燃烧的条件考虑.

解答 解:【猜想与假设】根据质量守恒定律可知化学反应前后元素的种类不变,反应物中是甲烷和氧气,不含有氮元素,生成物中不可能生成氨气,所以丙假设错误;
(1)如果顺序颠倒,由于石灰水中有水,就不能证明混合气体中是否有水;
(2)由于空气中含有水分和二氧化碳,用空气就无法验证混合气体中是否含有水和二氧化碳,因为到底是混合气体中的水和二氧化碳,还是空气中的水和二氧化碳,无法确定;
(3)A中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水,B中石灰水变浑浊明混合气体中含有二氧化碳,B中石灰水有两个作用:验证二氧化碳的存在,除去二氧化碳;D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色说明具有还原性气体,且与氧化铁反应能生成二氧化碳,所以说明混合气体中含有一氧化碳;
(4)B中澄清石灰水变浑浊的反应物是氢氧化钙和二氧化碳,生成物是碳酸钙沉淀和水,碳酸钙后面标上沉淀符号;C中红色粉末变成黑色的反应物是一氧化碳和氧化铁,生成物是铁和二氧化碳,用得失氧进行配平,反应条件是高温,写在等号的上边.由于可燃物不完全燃烧能生成一氧化碳,污染环境,所以要让可燃物完全燃烧,所以需要充足的氧气.
故答案为:【猜想与假设】化学反应前后元素的种类不变而反应前不含氮元素,生成物中不可能生成氨气;
【实验探究】(1)否;
(2)空气中含有CO2和H2O(干扰对产物的鉴别)
(3)丁
(4)CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;Fe2O3+3C$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2
【反思与交流】氧气充足.

点评 解答本题的关键是要知道无水硫酸铜由白色变为蓝色说明有水生成,能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳,还要知道一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳.

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