《2025年暑假Happy假日八年级化学通用版》

21. 目前,家庭普遍使用天然气,其主要成分是甲烷,甲烷燃烧后的产物有什么? 同学们开展了以下探究:
【提出问题】甲烷燃烧后生成哪些物质?
【猜想与假设】
(1)猜想一$:CO_2、$$H_2O$
猜想二:CO、H₂O
猜想三$:CO_2、$CO、$H_2O$
【查阅资料】白色无水$ CuSO_4 $粉末遇水变蓝色;氢氧化钠能吸收二氧化碳。
【设计并进行实验】将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过下图装置(假设 C 中氢氧化钠溶液足量),进行验证。

(2)请根据实验现象,填写实验结论。
三
(3)实验过程中 C 装置的作用是吸收燃烧产物中的CO₂，防止干扰CO的检验,D 装置中发生反应的化学方程式为CO + CuO\xlongequal{\Delta}Cu + CO₂。
(4)实验过程中用纯净$ O_2 $而不用空气的原因是空气中含有CO₂和H₂O，会干扰燃烧产物的检验。
(5)实验过程中 A、B 装置的顺序不能颠倒,原因是若颠倒，气体从石灰水中带出的水会干扰对燃烧产物中H₂O的检验。
【反思与交流】
(6)有同学认为该装置需改进,你的改进建议是在E装置后加尾气处理装置（如放一酒精灯将尾气点燃，或用气球收集尾气等）。

答案： 【解析】：
- （1）根据质量守恒定律，化学反应前后元素种类不变，甲烷含碳、氢元素，氧气含氢元素，燃烧产物可能有$CO$、$H_2O$，所以猜想二为$CO$、$H_2O$。
- （2）$A$中白色粉末变蓝说明有水生成，$B$中石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成，$D$中黑色粉末变红、$E$中石灰水变浑浊说明有一氧化碳生成（一氧化碳还原氧化铜生成铜和二氧化碳），所以猜想三成立。
- （3）$C$装置中氢氧化钠溶液足量，作用是吸收燃烧产物中的$CO_2$，防止干扰$CO$的检验；$D$装置中一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应，化学方程式为$CO + CuO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_2$。
- （4）空气中含有$CO_2$和$H_2O$，会干扰燃烧产物的检验，所以用纯净$O_2$而不用空气。
- （5）若$A$、$B$装置顺序颠倒，气体从石灰水中带出的水会干扰对燃烧产物中$H_2O$的检验。
- （6）一氧化碳有毒，该装置缺少尾气处理装置，改进建议是在$E$装置后加尾气处理装置（如放一酒精灯将尾气点燃，或用气球收集尾气等）。
【答案】：
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(1)$\boldsymbol{CO、H_2O}$
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(2) $\boldsymbol{三}$
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(3) **吸收燃烧产物中的$\boldsymbol{CO_2}$，防止干扰$\boldsymbol{CO}$的检验**；$\boldsymbol{CO + CuO\xlongequal{\Delta}Cu + CO_2}$
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(4) **空气中含有$\boldsymbol{CO_2}$和$\boldsymbol{H_2O}$，会干扰燃烧产物的检验**
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(5) **若颠倒，气体从石灰水中带出的水会干扰对燃烧产物中$\boldsymbol{H_2O}$的检验**
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(6) **在$\boldsymbol{E}$装置后加尾气处理装置（如放一酒精灯将尾气点燃，或用气球收集尾气等）**