Question

天然气的主要成分是甲烷（CH₄)，我校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣，请你参与：

【提出问题】：甲烷燃烧后生成哪些物质？

【查阅资料】：含碳元素物质完全燃烧生成CO₂，不完全燃烧生成CO；无水CuSO₄遇水变蓝。

【猜想与假设】甲 CO₂  H₂O ； 乙 CO  H₂O；  丙 NH₃ CO₂  H₂O； 丁 CO₂  CO  H₂O

你认为     同学的猜想是错误的，理由是                           。

【实验探究】：为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能"或“否”）        。

（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是                  。

（3）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色，由此推断       同学猜想成立。

（4）请写出B中澄清石灰水变浑浊、C中红色粉末变成黑色的化学方程式：

                         、                       。

【反思与交流】：为避免有毒的CO污染环境，所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是                     。

Answer

丙  不含N 不可能生成  不能  防止空气中成分干扰实验结果 丁

氧气充足

【解析】

试题分析：【猜想与假设】根据质量守恒定律可知，化学反应前后元素的种类不变，由于反应物是甲烷和氧气，共含有碳、氢、氧三种元素，不含有氮元素，故生成物中不可能生成氨气，所以丙同学的猜想是错误的。

【实验探究】（1）如果A、B装置的顺序颠倒，由于石灰水中有水，故从石灰水中出来的气体就会含有水，就不能证明原混合气体中是否含有水。

（2）由于空气中本身就含有水分和二氧化碳，故若在空气中燃烧，就无法验证生成的混合气体中是否含有水和二氧化碳，因为无法判断是反应生成的水和二氧化碳，还是空气中的水和二氧化碳。

（3）根据实验现象分析，A中无水CuSO4变蓝，说明混合气体中有水；B中澄清石灰水变浑浊，说明混合气体中含有二氧化碳；由于B中的石灰水不仅能验证二氧化碳的存在，还能除去二氧化碳，故D中澄清石灰水变浑浊，C中红色粉末变成黑色说明气体中含有具有还原性的气体，且能与氧化铁反应生成二氧化碳，即说明混合气体中含有一氧化碳，由此推断丁同学猜想成立。

（4）B中澄清石灰水变浑浊，是氢氧化钙和二氧化碳反应，生成碳酸钙沉淀和水，故反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O；

C中红色粉末变成黑色，是一氧化碳和氧化铁在高温下反应，生成铁和二氧化碳，故反应的化学方程式为Fe2O3+3CO 2Fe+3CO2。

【反思与交流】根据题意，由于可燃物不完全燃烧会生成一氧化碳，污染环境，所以要让可燃物完全燃烧，所以需要充足的氧气。

考点：实验探究物质的组成成分以及含量，常见气体的检验与除杂方法，一氧化碳的化学性质，质量守恒定律及其应用，书写化学方程式