Question

【題目】可燃冰是一種新型能源，在我國(guó)南海儲(chǔ)量很高,其主要成分為甲烷(CH4),CH4能還原CuO,某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究CH4還原CuO的反應(yīng)。

（提出問(wèn)題） CH4還原CuO的反應(yīng)產(chǎn)物是什么?

（查閱資料）①白色的無(wú)水硫酸銅固體遇水變藍(lán)色;②氧化亞銅(Cu2O)和銅均為紅色固體，且Cu2O能和稀硫酸反應(yīng),反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。

（實(shí)驗(yàn)探究）

(1)實(shí)驗(yàn)開始時(shí),應(yīng)進(jìn)行的操作是___________(填字母)。

a 先通純凈的甲烷,后加熱氧化銅

b 先加熱氧化銅,后通純凈的甲烷

(2)點(diǎn)燃酒精燈,通入足量的甲烷,一段時(shí)間后B裝置內(nèi)的現(xiàn)象是黑色固體變?yōu)榧t色，證明有銅生成。

(3)反應(yīng)過(guò)程中,C裝置中白色的無(wú)水硫酸銅固體變藍(lán)色,證明有_________________生成。

(4)D裝置內(nèi)澄清石灰水變渾濁,證明有__________________生成，澄清石灰水變渾濁的化學(xué)方程式為______________________。

（實(shí)驗(yàn)反思）

(5)濃硫酸的作用是______________________。

(6)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可能會(huì)產(chǎn)生一氧化碳，從環(huán)保角度考慮,你認(rèn)為如圖實(shí)驗(yàn)需要改進(jìn)之處是___________。

（實(shí)驗(yàn)拓展）

(7)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后小可認(rèn)為B裝置內(nèi)的紅色固體可能是氧化亞銅,為驗(yàn)證其猜想,小可設(shè)計(jì)如下實(shí)驗(yàn)方案:

實(shí)驗(yàn)操作	現(xiàn)象	結(jié)論
取少量紅色固體于試管中,加入過(guò)量的稀硫酸	___________	紅色固體是Cu2O

小紅認(rèn)為小可的結(jié)論不合理,因?yàn)?/span>B裝置中的紅色固體可能是Cu和Cu2O的混合物,于是她進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn):稱取m g紅色固體于試管中,加入過(guò)量的稀硫酸充分反應(yīng),然后過(guò)濾、洗滌、干燥稱量,得到ng固體。當(dāng)n>__________,(含m的代數(shù)式)時(shí),證明小紅的猜想合理。

Answer 1

【答案】a 水 二氧化碳 于燥甲烷氣體(或除去甲烷中的水蒸氣) 在D裝置右側(cè)導(dǎo)管口處放一盞燃著的酒精燈(或系一只氣球) 溶液變藍(lán)色,有紅色固體剩余 4m/9

【解析】

實(shí)驗(yàn)探究：（1）甲烷具有可燃性，混有一定量的空氣遇明火會(huì)發(fā)生爆炸，故應(yīng)先通純凈的甲烷，將裝置內(nèi)的空氣排盡，后加熱氧化銅。

故選a；

（3）無(wú)水硫酸銅遇水變藍(lán)，無(wú)水硫酸銅固體變?yōu)樗{(lán)色，說(shuō)明有水生成；

（4）二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，故D裝置內(nèi)澄清石灰水變渾濁,證明有二氧化碳生成；

澄清石灰水變渾濁，是因?yàn)闅溲趸�鈣能與二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣和水，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：；

實(shí)驗(yàn)反思：（5）濃硫酸具有吸水性，且濃硫酸與甲烷不反應(yīng)，故濃硫酸的作用是：干燥甲烷氣體；

（6）一氧化碳有毒，排放到空氣中會(huì)污染空氣，故應(yīng)增加尾氣處理裝置，應(yīng)在D裝置右側(cè)導(dǎo)管口處放一盞燃著的酒精燈(或系一只氣球)；

實(shí)驗(yàn)拓展：（7）結(jié)論為：紅色固體是Cu2O，Cu2O能和稀硫酸反應(yīng)，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，銅不與稀硫酸反應(yīng)，故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為：溶液變藍(lán)色,有紅色固體剩余；

若mg紅色固體全部是Cu2O，，故最后得到的固體是銅，設(shè)生成銅的質(zhì)量是x

x=4m/9。

氧化亞銅反應(yīng)生成銅，質(zhì)量減小，故若n=4m/9，則紅色固體全部是氧化亞銅，如果n＞4m/9

，則紅色固體是銅和氧化亞銅的混合物，故填：4m/9。