工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應得到CO和H2,該反應的化學方程式為CH4+H2O=CO+3H2,得到的CO 和H2的混合氣被稱為合成氣,合成氣在工業(yè)上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,還可用于冶煉某些金屬。某化學興趣小組的同學在實驗室模擬了合成氣的制備,并設計實驗驗證合成氣的還原性。用合成氣還原足量氧化銅,實驗裝置如圖1所示:
【設計實驗步驟】
①連接好裝置并檢查氣密性。 ②裝入藥品,分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。
③連接好裝置,通入合成氣一段時間。 ④緩緩通入合成氣,加熱裝置C,使其充分反應。
⑤停止加熱,繼續(xù)通入合成氣至恢復到室溫。⑥再次分別稱量裝置D、E的質(zhì)量。
【完善實驗設計】
經(jīng)過討論同學們認為,裝置E后還應添加一個酒精燈,并在實驗步驟②②(填實驗步驟
的序號)中點燃(點燃前應對氣體驗純)。
【進行實驗】該小組的同學按上述步驟進行實驗,并記錄了實驗現(xiàn)象和數(shù)據(jù):
裝置D的質(zhì)量 | 裝置E的質(zhì)量 | |
反應前 | 292.4g | 198.2g |
反應后 | 296.0g | 201.5g |
紅
紅
色物質(zhì)。②稱量數(shù)據(jù)如表所示。
【現(xiàn)象分析和數(shù)據(jù)處理】
①甲同學根據(jù)裝置C中的現(xiàn)象,認為是合成氣中的CO和H2還原了CuO。
②乙同學通過對上表數(shù)據(jù)的分析,推測除了CO和H2以外,制得的合成氣中可能還有未反應的CH4,且CH4也還原了CuO.試通過計算說明他的推測依據(jù)。
③丙同學提出,實驗步驟⑤中通入的氣體會帶走裝置E中的部分水蒸氣,使實驗產(chǎn)生誤差。你認為該誤差對乙同學的推測結(jié)果是否有影響?
否
否
因為帶走水蒸氣會使測得的CO2質(zhì)量偏低,而實際測得的生成物中碳、氫元素的質(zhì)量比已經(jīng)大于2:1,所以對推測結(jié)果無影響
因為帶走水蒸氣會使測得的CO2質(zhì)量偏低,而實際測得的生成物中碳、氫元素的質(zhì)量比已經(jīng)大于2:1,所以對推測結(jié)果無影響
(選填“是”或“否”,并說明理由)。【拓展探究】該小組同學對于CH4是否真的能夠還原氧化銅提出了質(zhì)疑并進行探究。
查閱資料:甲烷具有還原性,可以還原氧化銅,生成CO2和H2O;
白色的無水硫酸銅遇水會變成藍色。
實驗設計:該小組同學擬用純凈的甲烷氣體和如圖2裝置進行實驗。
①圖2裝置F中盛放的試劑名稱是
澄清石灰水
澄清石灰水
。②圖2裝置的正確連接順序是
HGFI
HGFI
(填字母,且每套裝置限用一次)。實驗反思:除了可能是CH4也還原了CuO外,出現(xiàn)上表數(shù)據(jù)關(guān)系還可能是因為
據(jù)化學反應方程式計算,碳氫元素質(zhì)量比是2:1,而根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,碳氫質(zhì)量比大于2:1.所以推測,可能是氫氣未反應完,或生成的水未完全吸收。
據(jù)化學反應方程式計算,碳氫元素質(zhì)量比是2:1,而根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,碳氫質(zhì)量比大于2:1.所以推測,可能是氫氣未反應完,或生成的水未完全吸收。
不用填
不用填
(寫出一個原因,并說明理由)。【答案】②;紅;否;因為帶走水蒸氣會使測得的CO2質(zhì)量偏低,而實際測得的生成物中碳、氫元素的質(zhì)量比已經(jīng)大于2:1,所以對推測結(jié)果無影響;澄清石灰水;HGFI;據(jù)化學反應方程式計算,碳氫元素質(zhì)量比是2:1,而根據(jù)表中數(shù)據(jù)計算,碳氫質(zhì)量比大于2:1.所以推測,可能是氫氣未反應完,或生成的水未完全吸收。;不用填
【解答】
【點評】
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