Question

【題目】某化學(xué)興趣小組為了驗證甲烷與水蒸氣經(jīng)高溫催化反應(yīng)得到的混合氣體（以下簡稱“合成氣”）中含有生成的氫氣和一氧化碳，同時檢驗“合成氣”中是否含有未反應(yīng)完的甲烷和水蒸氣，進行了如圖所示的實驗． 查閱資料知，氧化鐵與氫氣在高溫條件下反應(yīng)生成鐵和水；氧化鐵與甲烷在高溫條件下反應(yīng)生成鐵、二氧化碳和水．

（1）請寫出甲烷與水蒸氣在高溫催化條件下反應(yīng)的化學(xué)方程式 ．
（2）實驗開始前要先通一會“合成氣”，然后再點燃B處的酒精噴燈，目的是 ．
（3）裝置C和D的連接順序顛倒，會影響實驗操作，原因是 ．
（4）實驗結(jié)束后，測得裝置A,C,D的質(zhì)量均增加，其中裝置C增加了3.6g，裝置D增加了3.3g．假設(shè)加熱時“合成氣”在裝置B中反應(yīng)完全，則可推斷出該“合成氣”的組成物質(zhì)為（寫化學(xué)式）．
（5）裝置A與E在實驗過程中的作用分別是、

Answer 1

【答案】
（1）CH4+H2O 3H2+CO
（2）排凈玻璃管中的空氣，防止高溫時引起爆炸
（3）不能準確地測出生成水的質(zhì)量
（4）CO、H2、CH4、CO2
（5）除去水蒸氣；收集尾氣，防止污染空氣
【解析】解：（1）由題意可知，甲烷與水蒸氣在高溫催化條件下反應(yīng)生成了一氧化碳和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式 為：CH4+H2O 3H2+CO．（2）由于合成氣是可燃性的氣體，實驗開始前要先通一會“合成氣”，然后再點燃B處的酒精噴燈，目的是：排凈玻璃管中的空氣，防止高溫時引起爆炸．（3）由于在該實驗過程中需要測定生成的水蒸氣的質(zhì)量，裝置C和D的連接順序顛倒，會影響實驗操作，原因是不能準確地測出生成水的質(zhì)量；（4）由A的質(zhì)量增加，說明了混合氣體中含有水蒸氣；C裝置增加的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量，原氣體中含有氫元素，且氫元素質(zhì)量=3.6g× ×100%=0.4g；D裝置增加的質(zhì)量是反應(yīng)生成的二氧化碳的質(zhì)量，且碳元素質(zhì)量=3.3g× ×100%=0.9g；甲烷氣體中C、H元素質(zhì)量比=12：（1×4）=3：1，則混合氣體中C、H元素質(zhì)量比=0.9g：0.4g=9：4，因此可判斷混合氣體中含有甲烷同時含有CO、H2氣體，所以，則可推斷出該“合成氣”的組成物質(zhì)為：CO、H2、CH4、CO2 ． （5）裝置A中由濃硫酸，能吸收水分，在實驗過程中的作用是除去水蒸氣；由E裝置的特點可知，E的作用是：收集尾氣．
【考點精析】本題主要考查了一氧化碳的性質(zhì)和書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式的相關(guān)知識點，需要掌握一氧化碳的物理性質(zhì)：無色，無味的氣體，密度比空氣略小，難溶于水；一氧化碳的化學(xué)性質(zhì)：可燃性和還原性；注意：a、配平 b、條件 c、箭號才能正確解答此題．