Question

【题目】兴趣小组同学为了弄清即将维修的沼气池中气体的成分，进行了有关实验。请你与他们一起完成以下探究活动：

【收集气体】将不加盖的矿泉水瓶装满水，用细绳吊入池中，再用木棍拨动使瓶中的水全部倒出(见图)，然后迅速拉起矿泉水瓶，盖上瓶盖。

这种方法属于____________集气法。

【对气体猜想】猜想Ⅰ：全部是CH4； 猜想Ⅱ：全部是CO；

猜想Ⅲ：全部是CO2； 猜想Ⅳ：是CH4和CO2的混合气体。

【实验和推断】

⑴若“现象a”为石灰水变浑浊，则说明气体中含有_____气体。

⑵步骤②的目的是____________________________________；步骤③“注水装置”应选下图中的____________(填序号)。

⑶若“现象b”为杯壁有水雾出现，有同学认为“猜想Ⅰ或Ⅳ”成立，其反应方程式为：____________； 另有同学认为此现象不能证明收集到的气体中一定含有氢元素，理由是_______________；要排除这种干扰可采取的措施是______________________________。

⑷ 采取⑶中的排除干扰措施后：若“现象a、b”为无明显现象，“现象c”为石灰水变浑浊，则证明“猜想_________”成立；若“现象a、c”均为石灰水变浑浊，“现象b”为杯壁有水雾，则证明“猜想__________”成立。

Answer 1

【答案】 排水 CO2(或二氧化碳) 除去收集到(或矿泉水瓶中)的气体中的CO2 ⅱ CH4+2O2CO2+2H2O 收集的气体中本身含有水蒸汽 在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置(或加装一个装碱石灰的干燥管；或加装一个装浓硫酸的洗气瓶) Ⅱ Ⅳ

【解析】本题考查了常用气体的收集方法，常见气体的检验与除杂方法，质量守恒定律的应用等。

收集气体：

根据图示，采取排出瓶内的水收集气体的操作特点，可判断收集气体的方法为排水集气法；

实验和推断：

（1）澄清石灰水变浑浊，可判断气体为CO2(或二氧化碳)；

（2）氢氧化钠溶液的作用为：吸收二氧化碳气体，以防干扰试验；步骤③“注水装置”应选有控制开关的装置ⅱ；

（3）甲烷燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O；收集的气体中本身含有水蒸汽，此实验现象不能证明收集到的气体中一定含有氢元素；为了排除原有水蒸气的干扰，在点燃的尖嘴管前加装一个干燥装置(或加装一个装碱石灰的干燥管；或加装一个装浓硫酸的洗气瓶) ；

（4）采取（3）中的排除干扰措施后：若“现象a、b”无明显现象，则证明原气体不含二氧化碳，燃烧后也不生成水，“现象c”石灰水变浑浊，燃烧后生成了二氧化碳，则证明原气体只含有CO，故猜想II成立；若“现象a、c”均为石灰水变浑浊，说明原气体有二氧化碳，反应中也有生成的二氧化碳，“现象b”为杯壁有水雾，则证明气体中含有甲烷，故猜想IV成立。