Question

【題目】天然氣的主要成分是甲烷（CH4），某校化學興趣小組同學對甲烷燃燒的產物產生了興趣，請你參與：
【提出問題】甲烷燃燒后生成哪些物質？
【查閱資料】含碳元素的物質完全燃燒生成CO2 ， 不完全燃燒生成CO；無水CuSO4遇水變藍。
（1）【猜想與假設】甲：CO2 H2O 乙： CO H2O
丙：NH3 CO2 H2O 丁： CO2 CO H2O
你認為同學的猜想是錯誤的，理由是。
（2）【實驗探究】為了驗證上述猜想與假設，將甲烷在一定量的O2中燃燒的產物依次通過下列裝置：

①A、B裝置的順序能否顛倒？（填“能”或“否”）。
②實驗中用純凈O2而不用空氣的原因是。
③實驗中觀察到A中無水CuSO4變藍，B、D中澄清石灰水變渾濁，C中黑色粉末變成紅色，由此推斷同學猜想成立。
④請寫出C中黑色粉末變成紅色的化學方程式：。

Answer 1

【答案】
（1）丙,反應物中不含氮元素,生成物中不可能含氮元素
（2）否,空氣中含有CO2 和H2O,干擾對產物的鑒別,丁,CuO + CO Cu + CO2
【解析】根據質量守恒定律可知化學反應前后元素的種類不變，反應物中是甲烷和氧氣，不含有氮元素，生成物中不可能生成氨氣，所以丙假設錯誤；①如果順序顛倒，由于石灰水中有水，就不能證明混合氣體中是否有水；②由于空氣中含有水分和二氧化碳，用空氣就無法驗證混合氣體中是否含有水和二氧化碳，因為到底是混合氣體中的水和二氧化碳，還是空氣中的水和二氧化碳，無法確定；③A中無水CuSO4變藍說明混合氣體中有水，B中石灰水變渾濁說明混合氣體中含有二氧化碳，B中石灰水有兩個作用：驗證二氧化碳的存在，除去二氧化碳；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，且與氧化鐵反應能生成二氧化碳，所以說明混合氣體中含有一氧化碳；④C中紅色粉末變成黑色的反應物是一氧化碳和氧化鐵，生成物是鐵和二氧化碳，用得失氧進行配平，反應條件是高溫，寫在等號的上邊。
所以答案是：丙；反應物中不含氮元素，生成物中不可能含氮元素；否；空氣中含有CO2 和H2O，干擾對產物的鑒別；丁；CuO + CO Cu + CO2。