Question

20．天然氣的主要成分是甲烷（CH₄），某�；瘜W(xué)興趣小組的同學(xué)對甲烷燃燒的產(chǎn)物產(chǎn)生了興趣，請你參與：
【提出問題】：甲烷燃燒后生成哪些物質(zhì)？
【查閱資料】：含碳元素的物質(zhì)完全燃燒生成CO₂，不完全燃燒生成CO；
無水硫酸銅遇水變藍(lán)
【猜想與假設(shè)】：該小組猜想生成的產(chǎn)物中可能含有：NH₃、CO₂、CO、H₂O
以上猜想中，哪種氣體一定不含有氨氣．
【實驗探究】：為了驗證剩余產(chǎn)物，將甲烷燃燒產(chǎn)物依次通過下列裝置：

（1）實驗中觀察到，A、D中澄清石灰水變渾濁，B中無水CuSO₄變藍(lán)，C中紅色粉末變成黑色，由此推斷產(chǎn)物中CO、CO₂一定存在．
（2）C是實驗室模擬工業(yè)煉鐵的裝置，請寫出其中反應(yīng)的化學(xué)方程式：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂．
若用200g含80%的該礦石煉鐵，最多可以煉出112g的純鐵
（3）此裝置也可以
【反思與交流】：①為避免有毒的CO污染環(huán)境，所以含碳元素的物質(zhì)燃燒必須滿足的條件是氧氣充足．
②推測乙醇（C₂H₅OH）完全燃燒的化學(xué)方程式：C₂H₅OH+3O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+3H₂O．

Answer 1

分析 【猜想與假設(shè)】根據(jù)質(zhì)量守恒定律考慮；
（1）根據(jù)無水CuSO₄變藍(lán)，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色分析出氣體成分；
（2）根據(jù)一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳進(jìn)行分析；
根據(jù)氧化鐵中鐵元素的質(zhì)量進(jìn)行計算；
【反思與交流】①根據(jù)促進(jìn)可燃物燃燒的條件考慮；
②根據(jù)乙醇和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳和水進(jìn)行分析．

解答 解：【猜想與假設(shè)】化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類不變而反應(yīng)前不含氮元素，生成物中不可能生成氨氣；
【實驗探究】（1）B中無水CuSO₄變藍(lán)說明混合氣體中有水，A中石灰水變渾濁說明混合氣體中含有二氧化碳，D中澄清石灰水變渾濁，C中紅色粉末變成黑色說明具有還原性氣體，且與氧化鐵反應(yīng)能生成二氧化碳，所以說明混合氣體中含有一氧化碳，混合氣通過澄清石灰水會攜帶水蒸氣，無水硫酸銅變藍(lán)色，不能說明混合氣中含含有水蒸氣，所以推斷產(chǎn)物中CO、CO₂一定存在；
（2）一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，化學(xué)方程式為：Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
氧化鐵中的鐵元素全部轉(zhuǎn)化成鐵，所以最多可以煉出的純鐵質(zhì)量為：200g×80%×$\frac{112}{160}$×100%=112g；
【反思與交流】①由于可燃物不完全燃燒能生成一氧化碳，污染環(huán)境，所以要讓可燃物完全燃燒，所以需要充足的氧氣；
②乙醇和氧氣在點燃的條件下生成二氧化碳和水，化學(xué)方程式為：C₂H₅OH+3O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+3H₂O．
故答案為：【猜想與假設(shè)】NH₃；
【實驗探究】（1）CO、CO₂；
（2）Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂，112g；
【反思與交流】①氧氣充足；
②C₂H₅OH+3O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+3H₂O．

點評 解答本題的關(guān)鍵是要知道無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{(lán)色說明有水生成，能使澄清石灰水變渾濁的氣體是二氧化碳，還要知道一氧化碳與氧化鐵反應(yīng)生成鐵和二氧化碳．