Question

11．人們使用天然氣（主要成分為甲烷）過程中要注意通風(fēng)，如果氧氣不足會產(chǎn)生一氧化碳，使人中毒．下面是某興趣小組對甲烷在氧氣中燃燒后的氣體產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)．（假定每步均完全反應(yīng)）

請回答：
（1）甲、乙裝置順序不能交換的原因是如果將甲、乙裝置順序進(jìn)行交換，則不能驗(yàn)證燃燒產(chǎn)物中的水．
（2）完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告：

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將燃燒后的氣體產(chǎn)物 進(jìn)行驗(yàn)證	甲中的白色固體變藍(lán)	燃燒產(chǎn)物中有H2O
	乙裝置質(zhì)量增加	燃燒產(chǎn)物中有CO2
	丁中玻璃管內(nèi)固體顏色變化是 紅色變成黑色、 戊中澄清石灰水變渾濁	燃燒產(chǎn)物中有CO 寫出丁中玻璃管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式 3CO+Fe2O3$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2

（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束，對相關(guān)裝置進(jìn)行稱量（忽略空氣成分對實(shí)驗(yàn)的干擾）：甲裝置增重3.6g，乙裝置增重2.2g．那么燃燒甲烷的質(zhì)量為1.6g，并寫出該實(shí)驗(yàn)中甲烷燃燒的化學(xué)方程式4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂+2CO+8H₂O．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以判斷反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行分析；
（2）高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
（3）甲裝置增重3.6g，說明反應(yīng)生成了3.6g水，乙裝置增重2.2g，說明反應(yīng)生成了2.2g二氧化碳，根據(jù)水的質(zhì)量可以計(jì)算甲烷的質(zhì)量，進(jìn)一步可以書寫甲烷燃燒的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）如果將甲、乙裝置順序進(jìn)行交換，則不能驗(yàn)證燃燒產(chǎn)物中的水；
（2）丁中玻璃管內(nèi)固體顏色變化是由紅變黑；高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）甲裝置增重3.6g，說明反應(yīng)生成了3.6g水，乙裝置增重2.2g，說明反應(yīng)生成了2.2g二氧化碳，根據(jù)水的質(zhì)量可以計(jì)算甲烷的質(zhì)量，進(jìn)一步可以書寫甲烷燃燒的化學(xué)方程式．
3.6g水中氫元素的質(zhì)量為：3.6g×$\frac{2}{18}$×100%=0.4g，
甲烷中氫元素的質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化到水中，因此甲烷的質(zhì)量為：0.4g÷（$\frac{4}{16}$×100%）=1.6g，
甲烷中碳元素的質(zhì)量為：1.6g-0.4g=1.2g，
2.2g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量為：2.2g×$\frac{12}{44}$×100%=0.6g，
甲烷燃燒同時(shí)生成了一氧化碳，一氧化碳中碳元素的質(zhì)量為：1.2g-0.6g=0.6g，
則生成的一氧化碳質(zhì)量為：0.6g÷（$\frac{12}{28}$×100%）=1.4g，
則反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為：3.6g+2.2g+1.4g-1.6g=5.6g，
反應(yīng)物甲烷、氧氣和生成物二氧化碳、一氧化碳、水的分子個(gè)數(shù)比為：$\frac{1.6g}{16}$：$\frac{5.6g}{32}$：$\frac{2.2g}{44}$：$\frac{1.4g}{28}$：$\frac{3.6g}{18}$=4：7：2：2：8，
甲烷燃燒的化學(xué)方程式為：4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂+2CO+8H₂O．
故答案為：（1）如果將甲、乙裝置順序進(jìn)行交換，則不能驗(yàn)證燃燒產(chǎn)物中的水；
（2）紅色變成黑色； 3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（3）1.6g； 4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂+2CO+8H₂O．

點(diǎn)評 本題考查實(shí)驗(yàn)探究及有關(guān)計(jì)算，難度較大，要細(xì)心分析．