Question

有一種氣體，可能由氫氣、一氧化碳、甲烷和二氧化碳四種氣體中的一種或幾種組成，為證明該氣體的組成，進行了下面三組實驗：

操作步驟	實驗現(xiàn)象
①將該氣體通過澄清的石灰水	未見出現(xiàn)渾濁現(xiàn)象
②將該氣體點燃，在火焰的上方罩一只冷而干燥的燒杯，燒杯倒轉(zhuǎn)后，注入少量清石灰水，震蕩，	燒杯壁上有水珠出現(xiàn)；發(fā)現(xiàn)杯內(nèi)石灰水變渾濁．
③若為進一步確定氣體的組成，設(shè)計了兩種方案．將1.48g該氣體完全燃燒，依次通過如右圖所示的裝置（每步均完全吸收）稱量裝置前后變化的質(zhì)量．	方 案 A		濃硫酸增重4.68g；氫氧化鈉溶液增重3.52g
	方 案 B		氫氧化鈉溶液增重8.01g；濃硫酸增重0.30g．

根據(jù)上述實驗結(jié)果回答下列問題：
（1）寫出甲烷燃燒的化學(xué)方程式：

 

．
（2）該氣體組成中一定無

 

氣體．該氣體組成中一定存在

 

元素．
（3）寫出NaOH溶液瓶中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式

 

．
（4）你認為實驗③正確的方案是

 

；理由是

 

．
（5）由③的實驗數(shù)據(jù)確定該氣體的組成是

 

．

Answer 1

分析：（1）含C、H元素的可燃燒物完全燃燒生成二氧化碳和水；甲烷由C、H元素組成的最簡單的有機物；
（2）二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，實驗室經(jīng)常使用澄清石灰水檢驗二氧化碳氣體；由化學(xué)變化前后元素的種類不變的特點，根據(jù)燃燒生成二氧化碳和水，推斷氣體組成中的元素；
（3）利用二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)的性質(zhì)，可采取氫氧化鈉溶液瓶吸收燃燒生成物中的二氧化碳；
（4）兩個方案中的不同點就在于產(chǎn)生先通過濃硫酸還是先通過氫氧化鈉溶液；濃硫酸只吸收水，對產(chǎn)生中的二氧化碳不產(chǎn)生影響，而氫氧化鈉溶液在吸收二氧化碳的同時會影響到產(chǎn)物中的水；
（5）濃硫酸吸水而增重，氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳而增重，根據(jù)增重量可知生成二氧化碳和水的質(zhì)量；化學(xué)變化前后元素的種類和質(zhì)量都不變．

解答：解：（1）甲烷由C、H元素組成，完全燃燒時生成二氧化碳和水；
故答案為：CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O；
（2）混合氣體通過澄清石灰水，石灰水沒有出現(xiàn)渾濁，說明混合氣體中不含二氧化碳；混合氣體燃燒后燒杯壁有水出現(xiàn)且出現(xiàn)石灰水變渾濁，說明燃燒后生成水和二氧化碳；則混合氣體中一定含有C、H元素；
故答案為：CO₂；C、H；
（3）二氧化碳與氫氧化鈉反應(yīng)，生成碳酸鈉和水；
故答案為：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（4）如果燃燒后產(chǎn)生先通過氫氧化鈉溶液，二氧化碳被吸收的同時，水蒸氣通過溶液時遇冷液化，然后再通過濃硫酸，濃硫酸吸收的水則不是燃燒形成的水，實驗結(jié)果失去探究意義；所以，方案B不可取；
故答案為：方案A；先氫氧化鈉溶液溶液，會讓部分水也被氫氧化鈉溶液冷卻吸收，導(dǎo)致水和二氧化碳的質(zhì)量都不準．
（5）燃燒生成的4.68g水中H元素質(zhì)量=4.68g×

1×2

18

×100%=0.52g；
生成的3.52gCO₂中C元素質(zhì)量=3.52g×

12

44

×100%=0.96g；
則原混合氣體中C、H元素質(zhì)量和=0.52g+0.96g=1.48g，
與混合氣體質(zhì)量相等，說明混合氣體中不含O元素，則混合氣體中不含CO；
混合氣體中C、H元素質(zhì)量比=0.96g：0.52g=24：13，而甲烷中C、H元素質(zhì)量比=12：4=24：8，則混合氣體不是純凈的甲烷；
故答案為：CH₄、H₂．

點評：可燃性氣體CH₄、H₂、CO燃燒時，H₂燃燒只生成水，CO燃燒只生成二氧化碳，CH₄燃燒既生成水又生成二氧化碳．