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20.天然气的主要成分是甲烷(CH4),某校化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,请你参与:
【提出问题】:甲烷燃烧后生成哪些物质?
【查阅资料】:含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;
无水硫酸铜遇水变蓝
【猜想与假设】:该小组猜想生成的产物中可能含有:NH3、CO2、CO、H2O
以上猜想中,哪种气体一定不含有氨气.
【实验探究】:为了验证剩余产物,将甲烷燃烧产物依次通过下列装置:

(1)实验中观察到,A、D中澄清石灰水变浑浊,B中无水CuSO4变蓝,C中红色粉末变成黑色,由此推断产物中CO、CO2一定存在.
(2)C是实验室模拟工业炼铁的装置,请写出其中反应的化学方程式:Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2.
若用200g含80%的该矿石炼铁,最多可以炼出112g的纯铁
(3)此装置也可以
【反思与交流】:①为避免有毒的CO污染环境,所以含碳元素的物质燃烧必须满足的条件是氧气充足.
②推测乙醇(C2H5OH)完全燃烧的化学方程式:C2H5OH+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2+3H2O.

分析 【猜想与假设】根据质量守恒定律考虑;
(1)根据无水CuSO4变蓝,B、D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色分析出气体成分;
(2)根据一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳进行分析;
根据氧化铁中铁元素的质量进行计算;
【反思与交流】①根据促进可燃物燃烧的条件考虑;
②根据乙醇和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水进行分析.

解答 解:【猜想与假设】化学反应前后元素的种类不变而反应前不含氮元素,生成物中不可能生成氨气;
【实验探究】(1)B中无水CuSO4变蓝说明混合气体中有水,A中石灰水变浑浊说明混合气体中含有二氧化碳,D中澄清石灰水变浑浊,C中红色粉末变成黑色说明具有还原性气体,且与氧化铁反应能生成二氧化碳,所以说明混合气体中含有一氧化碳,混合气通过澄清石灰水会携带水蒸气,无水硫酸铜变蓝色,不能说明混合气中含含有水蒸气,所以推断产物中CO、CO2一定存在;
(2)一氧化碳和氧化铁在高温的条件下生成铁和二氧化碳,化学方程式为:Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2;
氧化铁中的铁元素全部转化成铁,所以最多可以炼出的纯铁质量为:200g×80%×$\frac{112}{160}$×100%=112g;
【反思与交流】①由于可燃物不完全燃烧能生成一氧化碳,污染环境,所以要让可燃物完全燃烧,所以需要充足的氧气;
②乙醇和氧气在点燃的条件下生成二氧化碳和水,化学方程式为:C2H5OH+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2+3H2O.
故答案为:【猜想与假设】NH3;
【实验探究】(1)CO、CO2;
(2)Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$2Fe+3CO2,112g;
【反思与交流】①氧气充足;
②C2H5OH+3O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2CO2+3H2O.

点评 解答本题的关键是要知道无水硫酸铜由白色变为蓝色说明有水生成,能使澄清石灰水变浑浊的气体是二氧化碳,还要知道一氧化碳与氧化铁反应生成铁和二氧化碳.

练习册系列答案
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H+、SO42-;(填写带电微粒符号)
(3)KI作为加碘剂的食盐在保存过程中,由于受到空气中氧气和水蒸气的作用,生成了单质碘(I2)和氢氧化钾,容易使碘损失.该反应的化学方程式是4KI+O2+2H2O=2I2+4KOH.

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4.用“>”、“<”、“=”填写下列空白.
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(4)20℃时KNO3的溶解度为31.6克,20℃时其饱和溶液的溶质质量分数<31.6%;
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