Question

7．水田或池塘里常常不時地冒出一些氣泡，幾位同學(xué)決心弄清這種氣泡的成分．請你與他們一起完成如下的探究．
【猜想】
Ⅰ．這種氣體含有CO₂；
Ⅱ．這種氣體含有CH₄．
【實驗和結(jié)論】
（1）在水田中一位同學(xué)用木棍攪拌淤泥，另一位同學(xué)將裝滿水的集氣瓶倒置于水中的氣泡上方接收氣體，如此重復(fù)幾次后集滿了2瓶氣體．這種集氣方法屬于排水法．
（2）將一集氣瓶的玻片移開少許，向瓶中加入澄清石灰水，蓋好玻片反復(fù)振蕩，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，說明“猜想Ⅰ”成立（填“成立”或“不成立”）；該反應(yīng)的化學(xué)方程式為CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）然后移開玻片，立即用燃著的火柴靠近瓶口，剩余氣體“噗”的一聲燃燒起來，一位同學(xué)就認為“猜想Ⅱ”成立，燃燒的化學(xué)方程式為CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；另幾位同學(xué)認為此現(xiàn)象不能說明CH₄的存在，原因是氫氣、一氧化碳等氣體也能夠燃燒．
（4）為了驗證這種可燃性氣體含有碳和氫，他們把另一瓶氣體裝配為如右圖所示的裝置，旋開活塞放水到集氣瓶中，經(jīng)驗純后用燃著的火柴靠近導(dǎo)管口，氣體燃燒起來，緊接著的操作、現(xiàn)象和判斷是：
①用內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩于火焰上方，如果杯底變渾濁，說明該氣體中含碳；
②把冷而干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，說明該氣體中含氫元素．
（5）分液漏斗放入水到集氣瓶中的目的是將集氣瓶中的氣體排除，干燥管中的堿石灰（CaO+固體NaOH）所起的作用有兩個，分別是吸收水蒸氣和吸收二氧化碳兩個作用．請寫出在干燥管中發(fā)生的反應(yīng)的化學(xué)方程式CaO+H₂O═Ca（OH）₂（只寫一個）．

Answer 1

分析 （1）考慮收集氣體的方法通常是排空氣法和排水法；
（2）考慮二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；進行書寫化學(xué)方程式；
（3）考慮甲烷燃燒的化學(xué)方程式；考慮氫氣、一氧化碳等氣體也能夠燃燒．
（4）考慮氣體中碳、氫元素的驗證方法．
（5）因為干燥管中的堿石灰（CaO+固體NaOH）成分，考慮堿石灰能夠吸收水蒸氣和二氧化碳．

解答 解：
（1）在水田中一位同學(xué)用木棍攪拌淤泥，另一位同學(xué)將裝滿水的集氣瓶倒置于水中的氣泡上方接收氣體，如此重復(fù)幾次后集滿了2瓶氣體．這種集氣方法屬于排水法．
（2）將一集氣瓶的玻片移開少許，向瓶中加入澄清石灰水，蓋好玻片反復(fù)振蕩，發(fā)現(xiàn)澄清石灰水變渾濁，說明“猜想Ⅰ”成立；則氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
（3）然后移開玻片，立即用燃著的火柴靠近瓶口，剩余氣體“噗”的一聲燃燒起來，一位同學(xué)就認為“猜想Ⅱ”成立，甲烷燃燒的化學(xué)方程式為：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；認為此現(xiàn)象不能說明CH₄的存在，原因是氫氣、一氧化碳等氣體也能夠燃燒．
（4）為了驗證這種可燃性氣體含有碳和氫，他們把另一瓶氣體裝配為如右圖所示的裝置，旋開活塞放水到集氣瓶中，經(jīng)驗純后用燃著的火柴靠近導(dǎo)管口，氣體燃燒起來，緊接著的操作、現(xiàn)象和判斷是：
①用內(nèi)壁涂有澄清石灰水的小燒杯罩于火焰上方，如果杯底變渾濁，說明該氣體中含碳；
②實驗步驟以及現(xiàn)象是：把冷而干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠，說明該氣體中含氫元素；
（5）分液漏斗放入水到集氣瓶中的目的是將集氣瓶中的氣體排除，干燥管中的堿石灰（CaO+固體NaOH）所起的作用有兩個，分別是吸收水蒸氣和吸收二氧化碳兩個作用．在干燥管中發(fā)生的反應(yīng)：氧化鈣與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaO+H₂O═Ca（OH）₂；
澄清石灰水中的氫氧化鈣與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；
氫氧化鈉與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CO₂+2NaOH═Na₂CO₃+H₂O；
故答案為：
（1）排水法．
（2）成立，CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O．
（3）CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O；氫氣、一氧化碳等氣體也能夠燃燒．
（4）②把冷而干燥的燒杯罩在火焰上方，燒杯內(nèi)壁出現(xiàn)水珠．
（5）將集氣瓶中的氣體排除，吸收水蒸氣，吸收二氧化碳，CaO+H₂O═Ca（OH）₂．

點評 實驗現(xiàn)象是物質(zhì)之間相互作用的外在表現(xiàn)，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、觀察實驗、分析實驗，為揭示物質(zhì)之間相互作用的實質(zhì)奠定基礎(chǔ)．