Question

【題目】甲、乙兩位同學(xué)查閱資料知: CH4 和CO兩種氣體均具有可燃性和還原性。他們想對(duì)CH4的還原性進(jìn)行研究。

[提出假設(shè)]他們對(duì)CH4還原CuO的產(chǎn)物提出了以下假設(shè)：

假設(shè)1: Cu、 CO、CO2

假設(shè)2: Cu、 CO、H2O

假設(shè)3: Cu、 CO2、 H2O

假設(shè)4: Cu、CO、CO2、H2O

其中假設(shè)_____不合理， 原因是_____。

[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]為了判斷其它幾種假設(shè)的合理性，他們?cè)O(shè)計(jì)了以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟：

①通入CH4；②停 止通CH4；③點(diǎn)燃酒精燈加熱； ④停 止加熱；⑤檢驗(yàn)甲烷的純度；⑥繼續(xù)通入甲烷，直至裝置冷卻。其合理的操作順序是（填序號(hào)）_____。

[進(jìn)行實(shí)驗(yàn)]

（1）甲同學(xué)用以下裝置進(jìn)行定性檢驗(yàn)（假設(shè)藥品都是足量的）。已知:白色的無(wú)水硫酸銅粉末遇水變藍(lán)，氫氧化鈉溶液可以吸收CO2，濃硫酸可以吸收水蒸氣。

為了盡可能多地檢驗(yàn)出CH4還原CuO的產(chǎn)物，則裝置正確的連接順序是（填寫字母，裝置可重復(fù)使用）: A→B→_____→_____ →_____→G→B→_____→_____。

（2）乙同學(xué)用以下裝置進(jìn)行定量測(cè)定（假設(shè)藥品都是足量的）。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)如下。

裝置序號(hào)	M	N	P
實(shí)驗(yàn)前裝置的質(zhì)量	150	156.6	256.8
實(shí)驗(yàn)后裝置的質(zhì)量	145.6	159.3	259.0

由以上數(shù)據(jù)可推測(cè)，假設(shè)_____合理， 化學(xué)方程式為_____。

Answer 1

【答案】1 生成物中沒(méi)有氫元素 ⑤①③④⑥② C E F E D 4 2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O

【解析】

提出假設(shè)：

甲烷中含有氫元素，生成物應(yīng)該含有氫元素，故假設(shè)1不正確，理由是生成物中沒(méi)有氫元素；

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：

甲烷是可燃性氣體，在加熱前先檢驗(yàn)氣體的純度，完成有氣體參加反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，要檢查裝置的氣密性，因?yàn)榧淄槭强扇夹詺怏w，為了防止發(fā)生爆炸，加熱反應(yīng)物前一定要排除裝置里的空氣，反應(yīng)完成后，還有繼續(xù)通入甲烷，直至裝置冷卻，防止被還原的物質(zhì)重新被氧化；其合理的操作順序是⑤①③④⑥②；

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

（1）產(chǎn)物可能有水，所以首先檢驗(yàn)水，B裝置連接C；二氧化碳可澄清石灰水檢驗(yàn)，C裝置連接E；再用F吸收過(guò)量的二氧化碳，再用濃硫酸吸收水蒸氣，再將氣體通過(guò)B檢驗(yàn)一氧化碳，再將氣體通過(guò)E檢驗(yàn)是否有二氧化碳生成，最后用裝置D處理尾氣。為了盡可能多地檢驗(yàn)出CH4還原CuO的產(chǎn)物，則裝置正確的連接順序是（填寫字母，裝置可重復(fù)使用）: A→B→C→E→F→G→B→E→D。

（2）M裝置減少的質(zhì)量是參加反應(yīng)氧化銅中的氧元素質(zhì)量，N裝置增加的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量，P裝置增加的質(zhì)量是生成的二氧化碳的質(zhì)量；由表格數(shù)據(jù)可得，參加反應(yīng)的氧元素的質(zhì)量為150g-145.6g=4.4g，生成水的質(zhì)量為159.3-156.6=2.7g，生成二氧化碳的質(zhì)量為：259g-256.8g=2.2g，水和二氧化碳中含氧元素的質(zhì)量共為：，由此推斷還生成一氧化碳，故猜想4正確，化學(xué)方程式為：2CH4+7CuO7Cu+CO+CO2+4H2O。