1. 秆用于制沼气可以解决农村的燃料短缺问题,助力美丽乡村建设。沼气的主要成分是CH4 , 可能含有CO2、CO。小涵与小明采集了某沼气池中的气体样品,探究该沼气中是否含有CO2和CO。

【查阅资料】 ①CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O;CuO+COCu+CO2  

②氢氧化钠溶液能够吸收CO2,浓硫酸能够吸收水。

【设计实验】小明与小涵设计并进行了如图所示实验(装置气密性良好,忽略装置内空气中的水蒸气)。

【实验分析】

(1)  实验前要先通一会儿气体样品,然后再点燃D处的酒精灯,其目的是排尽装置内的空气,从安全角度看可以
(2)  【定性分析】

观察到装置 A 中的澄清石灰水变浑浊,小明认为沼气中含有,请写出装置A 中发生的化学方程式:

(3)  观察到装置 D 中的黑色固体变红,小涵认为沼气中含有 CO,小明经分析认为小涵的结论不严谨,理由是
(4) 【定量分析】

小涵想通过装置D中固体减少的质量(即参加反应的CuO中氧元素的质量)和装置E增加的质量来判断混合气体中是否含有CO。反应结束后,测得装置D中固体减少的质量是a,装置E增加的质量是b。经分析沼气中含有CO,则a与b之间满足数学关系为

(5) 【问题解决】

上述装置中气球的作用是

【考点】
碳、一氧化碳、氢气还原氧化铜实验; 二氧化碳的化学性质; 易燃物和易爆物安全知识; 甲烷、乙醇等常见有机物的性质和用途;
【答案】

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实验探究题 困难
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3. 我国用木炭冶炼金属已有几千年历史.如图Ⅰ是木炭还原氧化铜的实验装置.

 图Ⅰ 图Ⅱ

(1) 木炭与氧化铜反应的化学方程式是
(2) 图Ⅰ中实验现象为____(填字母序号). A. ①中黑色粉末变成红色 B. ②中澄清的石灰水变浑浊 C. ①中红色粉末变成黑色 D. 生成二氧化碳气体
(3) 【装置改进】

稳定的高温是本实验成功的关键因素之一,实验装置也会影响加热的效率.为提高成功率,某研究小组设计如图Ⅱ方案实验.图Ⅱ装置将图Ⅰ卧式装置改为立式装置.实验时,将反应混合物夯实于试管底部,调节酒精灯外焰完全包围试管的下部.你认为设计是否更好?(选填“是”或“否”);理由是

(4) 【实验研究】

分别称取木炭和氧化铜的混合物,按每种比例重复实验3次.实验记录如表:

总质量相同的木炭与比例不同的实验对比表

反应物比例

时间

实验现象

红热,产生大量气泡,澄清石灰水变浑浊

偶尔红热,气泡较少

实验结果

表层铜珠较大,出现未完全反应的黑色木炭粉末,且木炭含量越高黑色粉末越多

反应较完全,生成亮红色网状铜块

部分生成红色氧化亚铜

主要产物是

由实验数据分析,除温度外,影响实验结果的因素是

(5) 从产物分析,该反应混合物的最佳比例范围是
(6) 【讨论交流】

不能把石灰水变浑浊作为木炭跟反应的充分证据,原因是

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