Question

（2013?梧州模擬）通過學(xué)習(xí)，我們知道：沼氣的主要成分是甲烷．那么沼氣池中除了甲烷以外還有什么氣體呢？帶著這個(gè)疑問，我們學(xué)習(xí)小組的同學(xué)進(jìn)行了以下探究活動(dòng)．
【查閱資料】①沼氣池中除了有甲烷外，還可能有CO、CO₂、H₂S等．
②H₂S氣體有毒，能燃燒，能與CuSO₄溶液反應(yīng)生成黑色CuS沉淀．
【收集氣體】將不加蓋的礦泉水瓶裝滿水，用細(xì)繩吊入池中，使瓶中的水全部倒出，然后迅速拉起礦泉水瓶，蓋上瓶蓋．這種方法屬于

排水

集氣法．
【提出猜想】小組的同學(xué)對(duì)沼氣含有上述氣體中最少3種成分的猜想如下：
小吳的猜想：有CH₄、CO、H₂S
小周的猜想：有CH₄、CO₂、H₂S
小施的猜想：有CH₄、CO、CO₂
我的猜想：有

CH₄、CO、CO₂、H₂S

．
【實(shí)驗(yàn)方案】小組的同學(xué)在老師的指導(dǎo)下，共同設(shè)計(jì)了下圖的裝置并進(jìn)行探究（除B外其它每步反應(yīng)或作用都是完全的）

【實(shí)驗(yàn)過程】
（1）A、B裝置中都產(chǎn)生明顯的現(xiàn)象，則沼氣中肯定含

H₂S、CO₂

氣體，A中變化的化學(xué)方程式為

H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄

，
B中變化的現(xiàn)象為

生成白色沉淀

；
（2）裝置C的作用是

完全除去CO₂，排除干擾．

；
（3）裝置D中的藥品是

濃硫酸

；
（4）實(shí)驗(yàn)過程中記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表

	E裝置總質(zhì)量	F裝置總質(zhì)量
反應(yīng)前	156.6g	156.8g
反應(yīng)后	158.4g	159.0g

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】同學(xué)的猜想正確．
【拓展應(yīng)用】沼氣池的殘余物可作農(nóng)家肥，在清理沼氣池中的殘余物時(shí)，從安全的角度考慮應(yīng)注意的事項(xiàng)：

嚴(yán)禁煙火

（答一點(diǎn)）．

Answer 1

分析：【收集氣體】根據(jù)收集氣體的操作分析收集方法；
【提出猜想】根據(jù)沼氣池中除了有甲烷外，還可能有CO、CO₂、H₂S等分析猜想．
【實(shí)驗(yàn)過程】（1）根據(jù)氣體的性質(zhì)及A、B中出現(xiàn)的現(xiàn)象分析沼氣中肯定含的氣體，根據(jù)反應(yīng)寫出反應(yīng)的方程式，分析實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象；
（2）根據(jù)二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)分析裝置C的作用；
（3）根據(jù)氣體中含有水分分析D裝置中加入的物質(zhì)；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】根據(jù)E裝置增加的質(zhì)量是生成水的質(zhì)量，F(xiàn)裝置增加的質(zhì)量就是生產(chǎn)的二氧化碳的質(zhì)量，由此可以求出原混合物中含有的碳、氫元素的原子個(gè)數(shù)比，據(jù)此確定是否含有一氧化碳．
【拓展應(yīng)用】根據(jù)甲烷的可燃性和H₂S的毒性分析在清理沼氣池中的殘余物時(shí)，從安全的角度考慮應(yīng)注意的事項(xiàng)．

解答：解：【收集氣體】由題意可知，將不加蓋的礦泉水瓶裝滿水，用細(xì)繩吊入池中，再將水全部倒出，手機(jī)了一瓶氣體，這種方法屬于排水集氣法．
【提出猜想】由沼氣池中除了有甲烷外，還可能有CO、CO₂、H₂S等氣體，則氣體的成分可能是CH₄、CO、H₂S或CH₄、CO₂、H₂S或CH₄、CO、CO₂，還有可能是CH₄、CO、CO₂、H₂S．所以，則我的猜想是：CH₄、CO、CO₂、H₂S．
【實(shí)驗(yàn)過程】
（1）由于H₂S能與CuSO₄溶液反應(yīng)生成黑色CuS沉淀和硫酸，二氧化碳能是澄清的石灰水變渾濁，所以，則沼氣中肯定含H₂S、CO₂氣體，在A中發(fā)生的反應(yīng)的方程式是：H₂S+CuSO₄=Cu S↓+H₂SO₄；B中的現(xiàn)象是生成白色沉淀；
（2）由于二氧化碳能與氫氧化鈉反應(yīng)，所以裝置C的作用是完全除去CO₂，排除干擾；
（3）由于氣體中含有水分，D裝置中加入的物質(zhì)是濃硫酸，利用濃硫酸的吸水性除去水分；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】由于濃硫酸能吸收水，E裝置增加的質(zhì)量是生成水的質(zhì)量，水的質(zhì)量為：158.4g-156.6g=1.8g，氫元素的質(zhì)量為：1.8g×

1×2

1×2+16

×100%=0.2g；由于氫氧化鈉能吸收二氧化碳，F(xiàn)裝置增加的質(zhì)量就是生成的二氧化碳的質(zhì)量，二氧化碳的質(zhì)量為：159.0g-156.8g=2.2g，碳元素的質(zhì)量為：2.2g×

12

12+16×2

×100%=0.6g．碳、氫元素的原子個(gè)數(shù)比是比為：

0.6g

12

：

0.2g

1

=1：4，與甲烷中含有的碳?xì)湓�子的個(gè)數(shù)相同．所以，原混和物中不含有一氧化碳．所以，小周的猜想是正確的．
【拓展應(yīng)用】由于甲烷是可燃性的氣體，在清理沼氣池中的殘余物時(shí)要嚴(yán)禁煙火；由于沼氣中混有H₂S，H₂S有毒，在清理沼氣池中的殘余物時(shí)，應(yīng)戴防毒面具等．
故答為：【收集氣體】排水；【提出猜想】CH₄、CO、CO₂、H₂S；【實(shí)驗(yàn)過程】（1）H₂S、CO₂； H₂S+CuSO₄=Cu S↓+H₂SO₄；生成白色沉淀．（2）完全除去CO₂，排除干擾；（3）濃硫酸；【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】小周
【拓展應(yīng)用】嚴(yán)禁煙火、戴防毒面具等．

點(diǎn)評(píng)：化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，化學(xué)實(shí)驗(yàn)是考查的重點(diǎn)、難點(diǎn)和熱點(diǎn)，掌握科學(xué)探究的環(huán)節(jié)，熟悉基礎(chǔ)知識(shí)，是解題的前提