Question

甲、乙兩位同學查閱資料知：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，設計了如圖所示的裝置（假設藥品都是足量的）
（1）甲同學對CH₄還原CuO的產物提出了以下假設：
假設1：Cu、CO、CO₂；
假設2：Cu、CO、H₂O；
假設3：Cu、CO₂、H₂O；
假設4：Cu、CO、CO₂、H₂O
其中假設

假設1

明顯不合理．
（2）為了判斷上述哪種假設是正確的，甲同學設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量；⑥分別稱量裝置A、B、C在反應前的質量；⑦分別稱量裝置A、B、C在反應后的質量．
該實驗合理的操作順序是

⑥⑤①③④②⑦

（填序號）．
乙同學在對上述方案進行分析后認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象是

玻璃管中黑色固體變紅

．
（3）實驗過程中記錄的實驗數據如下：

	A	B	C
實驗前裝置的質量	150	156.6	256.8
實驗后裝置的質量	147.2	158.4	257.9

由以上數據可推測，假設

4

合理，相應的化學方程式為：

2CH₄+7CuO

△   .

7Cu+CO+CO₂+4H₂O

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

對，因為甲烷中的碳、氫的質量比是一定的

．

Answer 1

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

解答：解：（1）甲烷中含有氫元素，生成物應該含有氫元素，故假設1不正確，沒有氫元素；
（2）完成有氣體參加反應的實驗時，首先要檢查裝置的氣密性，因為甲烷是可燃性氣體，為了防止發生爆炸，加熱反應物前一定要排除裝置里的空氣，反應完成后，還有繼續通入甲烷，直至裝置冷卻，防止被還原的物質重新被氧化；
（3）A裝置減少的質量的氧元素的質量，B裝置增加的質量是生成的水的質量，C裝置增加的質量是生成的二氧化碳的質量；由表格數據可得，參加反應的氧元素的質量為150g-147.2g=2.8g，生成水的質量為158.4g-156.6g=1.8g，生成二氧化碳的質量為：257.9g-256.8g=1.12g，水和二氧化碳中含氧元素的質量一共為：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，化學方程式為：2CH₄+7CuO

△   .

7Cu+CO+CO₂+4H₂O．
（4）有同學認為只需要記錄B和C兩裝置在實驗前后的質量變化也可以判斷哪種假設是合理的，則說明理由：對，因為甲烷中的碳、氫的質量比是一定的．
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、氫的質量比是一定的．

點評：解答此題要根據學過的一氧化碳的相關知識分析，通過物質的性質和實驗目的，結合有關計算完成