Question

水田或池塘里常常冒出一些氣泡，幾位同學決心弄清這種氣泡的成分．請你與他們一起完成如下探究：
【收集氣體】
  他們設計了如圖一所示的取氣方法：將空的塑料瓶裝滿水，倒放在池塘中，瓶口對準水底冒出的氣泡進行收集，由于瓶口太小不便于收集，在不換瓶的情況下，你的改進方法是______．

【查閱資料】
  收集的氣體可能是CH₄、CO₂、CO中的一種或幾種，其中CH₄、CO是難溶于水的可燃性氣體．
【實驗探究】
  如圖二（1），將塑料瓶A中收集到的氣體依次通入B、C中，在D處點燃．

（1）要將A中的氣體通入后面的裝置中，應選圖二（2）中的______（填序號）．
（2）若B中石灰水變渾濁，則說明A中含有______氣體．
（3）裝置C作用是______．
（4）若D處倒扣的是干冷的大燒杯，杯壁有水霧出現，有同學認為此現象不能證明收集到的氣體中一定含有CH₄，理由是______，要排除這種干擾可采取的措施是______．
（5）采取（4）中的排除干擾措施后，在D處倒扣涂有澄清石灰水的燒杯，出現渾濁，再在D處倒扣干冷的燒杯，若杯壁有水霧，則證明A中肯定含有______，若杯壁無水霧，則證明A中肯定含有______．
（6）經過進一步探究得知，收集的氣體是CH₄、CO₂、CO的混合物，這幾位同學擬用如圖三裝置，粗略測定取樣氣體中CO₂的含量．裝置E中發生的反應方程式是______；若取樣氣體為100mL，裝置G讀數為65.0mL，則取樣氣體中CO₂體積含量約為______%．

Answer 1

【答案】分析：【收集氣體】根據圖示收集氣體的操作特點，判斷收集氣體的方法，根據不換瓶的要求對收集氣體的裝置進行改裝，使收集的口部面積變大分析設計即可；
【實驗探究】推斷題是初中化學試題中常見但卻十分重要的一類題型．本題可用逆推法，了解現象與本質的聯系．
（1）要將A中的氣體通入后面的裝置中應選圖二（2）中的有控制開關的裝置，以防氣體逸出，所以選②．
（2）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，通常利用這一變化檢驗氣體為二氧化碳；
（3）加入適量的氫氧化鈉溶液的作用為：吸收二氧化碳氣體，以防干擾試驗；
（4）B中無現象說明原氣體中無二氧化碳，D處變渾濁說明生成了二氧化碳，若D處倒扣的是干冷的大燒杯，杯壁有水霧出現，有同學認為是由于甲烷燃燒的可生成水；因為收集的氣體中本身或在過程中帶入的原因使其含有水蒸汽，所以在點燃的尖嘴管前加裝一個干燥裝置，排除干擾；
（5）分析所出現實驗現象的原因，判斷氣體組成；
（6）根據反應物、生成物以及反應條件書寫化學反應方程式；裝置G讀數為65.0mL，即不溶于水的氣體CH₄、CO的體積．
解答：解：【收集氣體】根據圖示，采取排出瓶內的水收集氣體的操作特點，可判斷收集氣體的方法為排水集氣法；要使收集的口部面積變大，可在口部插入一漏斗解決．
故填：在瓶口插入一個漏斗進行收集；
【實驗探究】
（1）“注水裝置”應選圖中的有控制開關的裝置，以防過程中氣體逸出，所以選②．
故填：②；
（2）能使澄清石灰水變渾濁，是二氧化碳的特點，所以可判斷氣體中有二氧化碳；
故填：CO₂；
（3）裝置C中氫氧化鈉溶液的作用為：吸收二氧化碳氣體，以防干擾后續實驗對二氧化碳的檢驗；
故填：除去氣體中沒反應的二氧化碳；
（4）B中無現象說明原氣體中無二氧化碳，D處變渾濁說明生成了二氧化碳，甲烷燃燒生成二氧化碳和水，所以可能是“全部是CH₄”成立，若D處倒扣的是干冷的大燒杯，杯壁有水霧出現，因為最后點燃的氣體中本身可能含有水蒸汽，為了排除原有水蒸氣的干擾，在點燃的尖嘴管前加裝一個干燥裝置，以排除干擾；
故填：水霧有可能是從B、C溶液中帶出的；在C裝置后加一個（濃硫酸）干燥裝置；
（5）采取（4）中的排除干擾措施后：B中出現渾濁說明原氣體中含有二氧化碳，若D處分別倒扣干冷的燒杯和涂石灰水的燒杯，分別出現水霧和渾濁，說明燃燒后有水及二氧化碳生成，說明原氣體中存在甲烷；若杯壁無水霧，則證明A中肯定含有一氧化碳（CO）；
故填：甲烷（CH₄）；一氧化碳（CO）；
（6）二氧化碳與氫氧化鈉溶液發生化學反應后，生成了碳酸鈉和水，其方程式為：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；根據圖示實驗知，裝置G讀數為65.0mL，即為即不溶于水的氣體CH₄、CO的體積為65.0mL，所以二氧化碳的體積是100mL-65.0mL=35mL，二氧化碳所占的百分比為：×100%=35%；
故填：CO₂+2NaOH=Na₂CO₃+H₂O；35%．
點評：從題目中挖出一些明顯或隱含的條件，抓住突破口（現象特征、反應特征及結構特征），導出結論，屬實驗探究型基礎題．