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甲、乙两位同学在学习甲烷性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等.但H2和CO具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?假设
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甲、乙两位同学在学习甲烷性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等.但H2和CO具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?
【假设猜想】甲同学:甲烷没有还原性
乙同学:甲烷有还原性,并对甲烷还原氧化铜的产物提出了下列假设:
假设1:Cu、CO2
假设2:Cu、CO、H2O
假设3:Cu、CO2、H2O
假设4:Cu、CO、CO2、H2O
其中假设______不合理,理由是______
【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
【设计实验步骤】(假设药品都是足量的)为了判断假设的合理性,乙同学设计了以下装置
①分别称量装置A、B、C的质量
②再次分别称量装置A、B、C的质量
③向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4
④停止加热,继续通入CH4至冷却到室温
⑤缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应
甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是⑥______,其合理的操作顺序是______(填序号).
【进行实验】乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据
①装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊
②称量数据如表所示.
【现象分析与数据处理】
根据装置A、B、C中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是______.
【实验结论】
①CH4______(填“有”或“没有”)还原性.如没有,不作答;如有,则乙同学的假设______正确,原因是______
②装置A中发生的反应方程式为
【假设猜想】甲同学:甲烷没有还原性
乙同学:甲烷有还原性,并对甲烷还原氧化铜的产物提出了下列假设:
假设1:Cu、CO2
假设2:Cu、CO、H2O
假设3:Cu、CO2、H2O
假设4:Cu、CO、CO2、H2O
其中假设______不合理,理由是______
【查阅资料】无水硫酸铜遇水由白色变为蓝色
【设计实验步骤】(假设药品都是足量的)为了判断假设的合理性,乙同学设计了以下装置
①分别称量装置A、B、C的质量
②再次分别称量装置A、B、C的质量
③向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4
④停止加热,继续通入CH4至冷却到室温
⑤缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应
甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是⑥______,其合理的操作顺序是______(填序号).
【进行实验】乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据
①装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊
②称量数据如表所示.
A中玻璃管(含药品)质量 | 装置B的质量 | 装置C的质量 | |
反应前 | 150g | 156.6g | 256.8g |
反应后 | 147.2g | 158.4g | 257.9g |
根据装置A、B、C中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是______.
【实验结论】
①CH4______(填“有”或“没有”)还原性.如没有,不作答;如有,则乙同学的假设______正确,原因是______
②装置A中发生的反应方程式为
2CH4+7CuO
7Cu+4H2O+CO+CO2
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2CH4+7CuO
7Cu+4H2O+CO+CO2
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▼优质解答
答案和解析
【假设猜想】根据质量守恒定律反应前后元素的种类不变,可知甲烷中含有氢元素,而推测1没有氢元素,故错误;
【设计实验步骤】在连接好仪器后需要检查装置的气密性,防止装置漏气;根据实验需要通过质量的改变得出结论,因此需要先分别称量装置A、B、C的质量;向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4,以排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸;然后缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应;等反应完再停止加热,继续通入CH4至冷却到室温,防止铜重新被氧化;最后再次分别称量装置A、B、C的质量,通过数据的变化进行计算;故顺序为;⑥①③⑤④②;
【现象分析与数据处理】根据装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊对产物,说明分别产生了Cu H2O CO2;
【实验结论】①通过实验说明甲烷具有还原性;根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2 而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO,故假设4成立;
②通过实验及计算甲烷和氧化铜加热生成了铜、水、二氧化碳和一氧化碳,故反应的方程式为:2CH4+7CuO
7Cu+4H2O+CO+CO2.
故答案为:【假设猜想】1;甲烷中含有氢元素;
【设计实验步骤】检查装置的气密性;⑥①③⑤④②;
【现象分析与数据处理】Cu H2O CO2;
【实验结论】①有;4; 根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2 而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO;
②2CH4+7CuO
7Cu+4H2O+CO+CO2 .
【设计实验步骤】在连接好仪器后需要检查装置的气密性,防止装置漏气;根据实验需要通过质量的改变得出结论,因此需要先分别称量装置A、B、C的质量;向玻璃管中装入CuO通一段时间的CH4,以排净装置内的空气,防止加热时发生爆炸;然后缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应;等反应完再停止加热,继续通入CH4至冷却到室温,防止铜重新被氧化;最后再次分别称量装置A、B、C的质量,通过数据的变化进行计算;故顺序为;⑥①③⑤④②;
【现象分析与数据处理】根据装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊对产物,说明分别产生了Cu H2O CO2;
【实验结论】①通过实验说明甲烷具有还原性;根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2 而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO,故假设4成立;
②通过实验及计算甲烷和氧化铜加热生成了铜、水、二氧化碳和一氧化碳,故反应的方程式为:2CH4+7CuO
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故答案为:【假设猜想】1;甲烷中含有氢元素;
【设计实验步骤】检查装置的气密性;⑥①③⑤④②;
【现象分析与数据处理】Cu H2O CO2;
【实验结论】①有;4; 根据质量守恒定律,生成的二氧化碳中碳元素的质量为0.3g,生成的水中氢元素的质量为0.2g,C:H=3:2 而甲烷中C:H=4:1,因此还生成CO;
②2CH4+7CuO
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