Question

甲、乙兩位同學(xué)查閱資料知：CH₄和CO兩種氣體均具有可燃性和還原性，他們想對CH₄的還原性進行研究，設(shè)計了如圖所示的裝置（假設(shè)藥品都是足量的）
（1）甲同學(xué)對CH₄還原CuO的產(chǎn)物提出了以下假設(shè)：
假設(shè)1：Cu、CO、CO₂；
假設(shè)2：Cu、CO、H₂O；
假設(shè)3：Cu、CO₂、H₂O；
假設(shè)4：Cu、CO、CO₂、H₂O
其中假設(shè)

假設(shè)1

明顯不合理．
（2）為了判斷上述哪種假設(shè)是正確的，甲同學(xué)設(shè)計了以下幾個實驗步驟：
①通入CH₄；②停止通CH₄；③點燃酒精燈加熱；④停止加熱；⑤連接并檢驗裝置的質(zhì)量；⑥分別稱量裝置A、B、C在反應(yīng)前的質(zhì)量；⑦分別稱量裝置A、B、C在反應(yīng)后的質(zhì)量．
該實驗合理的操作順序是

⑥⑤①③④②⑦

（填序號）．
乙同學(xué)在對上述方案進行分析后認(rèn)為該方案還增加一步操作才更加完善，該操作步驟是

將尾氣用塑料袋收集起來

．若將合理操作順序中的第3步和第4步交換順序，造成的后果是

引起爆炸

，實驗過程中能觀察到的現(xiàn)象是

玻璃管中黑色固體變紅

．
（3）實驗過程中記錄的實驗數(shù)據(jù)如下：

	A	B	C
實驗前裝置的質(zhì)量	150	156.6	256.8
實驗后裝置的質(zhì)量	147.2	158.4	257.9

由以上數(shù)據(jù)可推測，假設(shè)

4

合理，相應(yīng)的化學(xué)方程式為：

2CH₄+7CuO

△   .

7Cu+CO+CO₂+4H₂O

．
（4）有同學(xué)認(rèn)為只需要記錄B和C兩裝置在實驗前后的質(zhì)量變化也可以判斷哪種假設(shè)是合理的，你認(rèn)為對嗎？說明理由：

對，因為甲烷中的碳、氫的質(zhì)量比是一定的

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)質(zhì)量守恒定律判斷；
（2）結(jié)合一氧化碳還原氧化銅的步驟進行考慮；
（3）根據(jù)每個裝置的作用，然后結(jié)合質(zhì)量守恒定律進行分析．
（4）注意：甲烷中的碳、氫的質(zhì)量比是一定的．

解答：解：（1）甲烷中含有氫元素，生成物應(yīng)該含有氫元素，故假設(shè)1不正確，沒有氫元素；
（2）完成有氣體參加反應(yīng)的實驗時，首先要檢查裝置的氣密性，因為甲烷是可燃性氣體，為了防止發(fā)生爆炸，加熱反應(yīng)物前一定要排除裝置里的空氣，反應(yīng)完成后，還有繼續(xù)通入甲烷，直至裝置冷卻，防止被還原的物質(zhì)重新被氧化；
（3）A裝置減少的質(zhì)量的氧元素的質(zhì)量，B裝置增加的質(zhì)量是生成的水的質(zhì)量，C裝置增加的質(zhì)量是生成的二氧化碳的質(zhì)量；由表格數(shù)據(jù)可得，參加反應(yīng)的氧元素的質(zhì)量為150g-147.2g=2.8g，生成水的質(zhì)量為158.4g-156.6g=1.8g，生成二氧化碳的質(zhì)量為：257.9g-256.8g=1.12g，水和二氧化碳中含氧元素的質(zhì)量一共為：1.8g×

8

9

+1.1g×

32

44

=2.4g＜2.8g，由此推斷還生成一氧化碳，故猜想4正確，化學(xué)方程式為：2CH₄+7CuO

△   .

7Cu+CO+CO₂+4H₂O．
（4）有同學(xué)認(rèn)為只需要記錄B和C兩裝置在實驗前后的質(zhì)量變化也可以判斷哪種假設(shè)是合理的，則說明理由：對，因為甲烷中的碳、氫的質(zhì)量比是一定的．
故答案為：（1）1．
（2）檢查裝置氣密性，⑥⑤①③④②⑦；將尾氣用塑料袋收集起來； 裝置發(fā)生爆炸，黑色粉末逐漸變成紅色．
（3）4，2CH₄+7CuO

△   .

7Cu+CO+CO₂+4H₂O．
（4）對，因為甲烷中的碳、氫的質(zhì)量比是一定的．

點評：解答此題要根據(jù)學(xué)過的一氧化碳的相關(guān)知識分析，通過物質(zhì)的性質(zhì)和實驗?zāi)康�，結(jié)合有關(guān)計算完成