Question

【題目】某未知氣體X可能含有CO、CH4中的一種或兩種，某同學設計實驗進行探究。

查閱資料：

（ⅰ）加熱時，CH4能與CuO反應生成Cu、CO2和H2O；

（ⅱ）20℃時，100g水中分別能溶解Ca（OH）2和Ba（OH）2分別為：0.165g，2.1g；

（iii）結構決定性質，Ba（OH）2結構與Ca（OH）2相似，也能與CO2反應。

（iv）濃硫酸具有吸水性。

（1）CH4與CuO反應的化學方程式為______。

（2）氣體X成分的猜想與探究

猜想1：只有CO猜想2：只有CH4猜想3：______。

小明依據猜想進行如下實驗：

實驗操作	實驗現象	實驗結論
①實驗時，先往裝置中通一段時間的N2 ②再通入氣體X后加熱	①A中玻璃管內黑色粉末逐漸變紅 ②B瓶增重，C中出現渾濁	可知猜想 ______ 不成立

（3）討論與反思：①先通N2的目的是______。

②根據上述變化仍無法確定氣體X的成分，還需要測定______（填序號），并進行定量分析才能得出結論

a．實驗前A中CuO的質量 b．B瓶增重的質量 c．C瓶增重的質量

③C中用Ba（OH）2溶液而不用Ca（OH）2溶液的原因是______。

④從環保的角度，該裝置還應進行的改進是______。

Answer 1

【答案】CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 既有CO又有CH4 1 排盡裝置內的空氣，防止空氣和氧氣的混合氣加熱發生爆炸 bc 氫氧化鋇溶解度比氫氧化鈣溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳 點燃或收集尾氣

【解析】

（1）甲烷和氧化銅在加熱的條件下生成銅、二氧化碳和水，化學方程式為：CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；

（2）依據氣體X成分的猜想可知，猜想3：既有CO又有CH4；

根據變化2可知，B瓶增重，說明反應生成了水，而一氧化碳和氧化銅反應不能生成水，所以猜想1不成立；

（3）①可燃性氣體和助燃性氣體，在點燃時，可能發生爆炸，所以先通N2的目的是：排盡裝置內的空氣，防止空氣和氧氣的混合氣加熱發生爆炸；

②上述變化仍無法確定氣體X的成分，還需要測定b、c，并進行定量分析才能得出結論，這是因為B瓶增重的質量是反應生成水的質量（說明氣體中一定含有甲烷），C瓶增重的質量是反應生成二氧化碳的質量，根據二氧化碳和水的質量比及其CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O中二氧化碳和水的質量比可以判斷氣體中是否含有一氧化碳；

③C中用Ba（OH）2溶液而不用Ca（OH）2溶液的原因是氫氧化鋇溶解度比氫氧化鈣溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳；

④一氧化碳有毒，需要尾氣處理，所以該裝置還應進行的改進是：點燃或收集尾氣。

故答案為：（1）CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；（2）既有CO又有CH4；1；（3）①排盡裝置內的空氣，防止空氣和氧氣的混合氣加熱發生爆炸；②bc；③氫氧化鋇溶解度比氫氧化鈣溶解度大，有利于全部吸收二氧化碳；④點燃或收集尾氣。