Question

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

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CH4④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【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______．

Answer 1

【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

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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 ．