初中化学氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯探究题

多角度认识物质，能帮助我们更全面了解物质世界。以碳的氧化物为例，回答下列问题：
（1)认识物质的组成和结构
二氧化碳、一氧化碳组成的相同点：             ；
两种物质分子构成的不同点：                    。
（2）认识物质的性质
①将蘸有酒精的棉芯点燃后放入烧杯，向烧杯中倾倒二氧化碳气体，观察到烧杯中的棉芯自下而上熄灭（如图1所示），说明二氧化碳具有的性质是       ；若使棉芯下半段立即恢复燃烧，操作方法是       。

②将燃着的镁条伸入装有二氧化碳气体的烧杯中，镁条继续燃烧，说明二氧化碳还具有的性质是     。
（3）认识物质的制法
某同学用软塑料瓶自制气体发生装置，通过捏放瓶身可随时控制反应发生和停止（如图2所示）。若利用该装置制取二氧化碳，反应的化学方程式       ；若实验利用该装置制取氧气无纺布包内药品为   （写化学式）

（4）认识物质的用途
①扬其利抑其弊。减少二氧化碳排放以控制温室效应，合理使用二氧化碳为人类造福。请举二氧化碳用途一例：       。
②控制条件获取所需物质。反应物相同，条件不同，产物不同。请举一例：           。

科学家设想利用太阳能加热器“捕捉CO₂”、“释放CO₂”，实现碳循环（如下图所示）。

某化学小组的同学对此非常感兴趣，在老师的指导下，设计如下装置探究上述设想的反应原理。

（1）能证明“释放CO₂”的现象是      。
（2）装置B的作用是      。
（3）实验后小组同学对D中固体的成分进行探究。
【猜想与假设】
D中的固体可能为①氧化钙；②氧化钙与碳酸钙； ③碳酸钙
【进行实验】
甲同学取一定量的D中固体于试管中，并加入一定量的水，振荡，有白色不溶物，甲同学认为试管中的固体为碳酸钙，即猜想③成立。
乙同学认为上述实验不足以证明猜想③成立，其理由是      。他又重新进行实验，证明了猜想②成立，他的实验操作及现象为    。写出D中反应的化学方程式为     。
（4）通过以上探究，小组同学认为科学家的设想在反应原理上是可行的。上述设想的优点有      （填字母序号）．
A．原料易得    
B．充分利用太阳能   
C．释放出的CO₂可作为重要资源加以利用

（1）小方用下图所示装置对二氧化碳的灭火实验进行研究，
实验的结论是______________________________________。

（2）【提出问题】二氧化碳能否支持燃烧？
【猜想假设】镁能在二氧化碳中燃烧。
【查阅资料】①氧化镁、氢氧化镁均是白色难溶于水的固体
②MgO+2HCl= MgCl₂+H₂O
③MgCl₂+2NaOH=Mg(OH)₂↓+2NaCl
【实验探究】
①上图中镁带剧烈燃烧，冒白烟，有黑色固体生成，并放出大量的热。
②为检验生成物的成分，做如下实验。

实验步骤	实验现象	实验结论和 化学方程式
向广口瓶中加入过量盐酸，充分反应后过滤，在滤纸上留有黑色固体。	I、将黑色固体收集、洗涤、干燥后，点燃，在火焰上方罩一个蘸有澄清石灰水的烧杯。	黑色固体燃烧，烧杯内壁出现白色浑浊。	黑色固体是      ； 涉及该步骤反应的化学方程式：       。
II、取少量滤液于试管中，逐滴加入氢氧化钠溶液。	有白色沉淀产生。	白烟的成分是    。

③为了回收II中的白色沉淀，证明沉淀完全的实验方法是                    。
（要求写出步骤、试剂、现象和结论）。
【反思提高】通过此次实验的探究，你对燃烧的条件或二氧化碳的灭火有何新认识              。

天然气的主要成分是甲烷（CH₄），某校化学兴趣小组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CuSO₄遇水变蓝。
【猜想与假设】甲：CO₂  H₂O  乙： CO  H₂O
丙：NH₃  CO₂  H₂O 丁： CO₂  CO  H₂O
你认为               同学的猜想是错误的，理由是                    。
【实验探究】为了验证上述猜想与假设，将甲烷在一定量的O₂中燃烧的产物依次通过下列装置：

（1）A、B装置的顺序能否颠倒？（填“能”或“否”）                 。
（2）实验中用纯净O₂而不用空气的原因是                        。
（3）实验中观察到A中无水CuSO₄变蓝，B、D中澄清石灰水变浑浊，C中黑色粉末变成红色，由此推断            同学猜想成立。
（4）请写出C中黑色粉末变成红色的化学方程式：                     。

（1）请你与小明和他的同学一起进行实验室制取二氧化碳的探究．
小明对三组药品进行了研究，实验记录如下：

组别	药品	实验现象
①	块状石灰石和稀盐酸	产生气泡速率适中
②	块状石灰石和稀硫酸	产生气泡速率缓慢并逐渐停止
③	碳酸钠粉末和稀盐酸	产生气泡速率很快

从制取和收集的角度分析，一般选择第①组药品，所发生反应的化学方程式为                ；不选择第③组药品的原因是             ．
（2）老师为他们提供的如图1所示的实验仪器（导管、橡皮塞等未画出）．

小明根据提供的实验仪器分别设计了如图2所示四套制取和收集二氧化碳的装置．

对上面的设计方案小明和他的同学进行了交流讨论．
其中可能收集不到二氧化碳气体的装置是    ；能够使反应随时停止和发生的装置是    ．用澄清石灰水可鉴定CO₂气体，请写出其化学方程式为              ．
反思小结：
气体制取和收集装置的选择依据．

某合作学习小组为探究二氧化碳的化学性质，做了以下实验：他们取一张用石蕊染成紫色的干燥的试纸，放到已通入二氧化碳的水中，观察到试纸变成红色。由此部分同学判断：二氧化碳能使紫色石蕊试纸变成红色。请你围绕该问题进行探究：
（1）你认为这些同学的判断正确吗？_________________
（2）如果正确，请说明理由；如果不正确，请你设计还需进行的实验，以得出满意的结论。（简要叙述实验步骤、现象和结论，用语言或图示均可）
__________________________
__________________________。

周末小瑾同学的妈妈做了一道红烧鱼鰾．细心的小瑾发现：妈妈在洗鱼鳔时，鱼鳔是浮在水面上的，用手撕鱼鳔时，水中有气泡冒出．鱼鳔中会有哪些气体呢？周一，小瑾和化学兴趣小组的同学来到实验室展开了实验探究．
【作出假设】甲乙两位同学分别对鱼鳔中的气体作出如下猜想：甲认为CO₂，乙认为有H₂O．
【查阅资料】
无水氯化钴试纸在实验室中常用来检验水的存在，原理：氯化钴遇水会发生水合反应，生成六水氯化钴．氯化钴是蓝色的而六水氯化钴是粉红色的．
手持技术是由数据采集器、传感器和配套的软件组成的定量采集和处理数据系统．手持技术可以广泛应用于理科实验中，可以方便而迅速的收集各类数据，如氧气含量，二氧化碳含量等．
【实验验证】
兴趣小组的同学用注射器抽取约60mL鱼鳔内的气体，注入澄清石灰水中．发现澄清石灰水            ，则甲的猜想成立．该反应的化学方程式是               ．
兴趣小组的同学另取一只注射器抽取鱼鳔内的气体，将蓝色的氯化钴试纸放入注射器内，发现试纸变成粉红色，则乙的猜想
兴趣小组的小红同学又提问，气体内有没有氧气？大家在讨论后，制定了以下的实验方案验证鱼鳔内的气体是否有氧气？

实验操作	现象	结论
1用注射器抽取鱼鳔内的气体． 2用排水集气法收集注射器抽取的气体． 3将        伸入集气瓶中，观察现象．	木条 熄灭	猜想一：不含氧气 猜想二：含少量氧气 猜想三：含有二氧化碳导致木条熄灭

【深入验证】但老师介绍了手持技术后，兴趣小组的同学用氧气传感器和二氧化碳传感器分别测得鱼鳔内氧气和二氧化碳的含量与如图：

【实验结论】小组同学一致认为猜想一                  ．
鱼鳔内CO₂含量与空气中相比较，哪一个多？               ．

利用如图所示的装置可进行一氧化碳还原氧化铁的实验，其中，氮气可用作本实验的保护气； 盛放氧化铁的是一支带有支管的试管，其支管可用于导出试管内的气体；酒精灯带网罩；整套装置的气密性良好．实验前，弹簧夹a、b均处于关闭状态，开始实验时，打开a，通入氮气一段时间后点燃酒精灯，再关闭a，打开b．请联系所学知识回答下列问题：

（1）该实验过程中可以观察到的现象有：_________________、_________________。
（2）试管内一氧化碳与氧化铁反应的化学方程式为____________________________。
（3）实验结束时，应先打开a，再___________，然后___________，继续通氮气直至装置冷却。（选填“A”或“B”）A．熄灭酒精灯           B．关闭b
（4）待试管冷却后，把生成的黑色粉末倒在白纸上后；用磁铁靠近黑色粉末，黑色粉末全部被吸引；再取少量黑色粉末放入足量硫酸铜溶液中，搅拌后发现黑色粉末部分变红。
【提出问题】炼出来的黑色粉末的成分是什么呢？
【查阅资料】在铁的氧化物中只有氧化铁是红棕色，其余都是黑色；只有氧化亚铁在空气中会很快被氧化成氧化铁；只有四氧化三铁有磁性。
【综合探讨】同学们得出此次炼铁得到的生成物是___________________。
（5）请从两个不同角度评价该实验的优点：_______________，_________________。

探究水蒸气通过灼热的木炭后，得到的混合气体的主要成分。
【提出猜想】该混合气体主要成分为CO、CO₂、H₂和H₂O。
【查阅资料】a．浓硫酸可作干燥剂。b．氢气在加热的条件下与氧化铜反应生成铜和水。
【实验过程】设计实验装置如下：(部分夹持仪器已略去；假设每个装置里的药品足量，反应充分）。

①装置A中无水硫酸铜变蓝，写出该反应的化学方程式  (11)       ,装置B中澄清石灰水变浑浊，写出该反应的化学方程式    (12)     ,由此得出混合气体中含有CO₂和H₂O气体；
②通过观察装置D、E中的现象后，为了确认混合气体中含有氢气，装置C中的试剂是   （13）    。为了证明CO气体的存在，装置F中试剂是 （14）    。
【实验结论】猜想正确。

在学习过程中，小青同学提出一个问题：“碳燃烧时可能生成CO₂，也可能生成CO，那么碳与氧化铜反应生成的气体也有多种可能？
【猜 想】碳与氧化铜反应生成的气体中：①只有CO₂，则发生的化学方程式是             ；
②只有           ；③既有CO，又有CO₂。
【查阅资料】浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸遇CO₂无变化，但遇到微量CO会立即变成蓝色。
【方案设计】通过上述资料和已有知识，小青初步设想用浸有磷钼酸溶液的氯化钯试纸和澄
清的石灰水对碳与氧化铜反应生成的气体进行检查。
【实验验证】经过思考之后，小青设计了如下实验装置：

【实验步骤】
（1）打开弹簧夹，先通一会儿纯净、干燥的N₂，通一会儿N₂的目的是          ；
（2）关闭弹簧夹，点燃酒精灯加热。
【结  论】充分反应后，小青观察到：试纸         ，石灰水       ，证明猜想③是正确的，
A中可能观察到的现象               。
【定量计算】小青称取碳和氧化铜的混合物的质量为1g，充分反应后，装置C的质量增
加了0.22g。计算装置C中生成碳酸钙的质量是多少克？
【反思与评价】从环保的角度分析该实验装置中不完善之处是                。

为了比较我们呼出的气体和吸入的空气中二氧化碳含量的高低，某同学向盛满呼出气体的集气瓶内滴入数滴澄清的石灰水振荡（如下图A），他接下来所做的对比实验应选图　　　　　　装置，你的理由是：                                                                          。

煤的综合利用是将煤隔绝空气加强热，使煤分解成许多有用的物质，煤气是其中一种。煤气的主要成分是什么呢？某兴趣小组为此展开了探究。
【查阅资料】（1）煤气中可能含有 $CO、C{O}_2、H_2、C{H}_4$中的一种或几种。
（2）常温下，氯化钯 $\left(PdC{l}_2\right)$溶液吸收 $CO$ 时发生的化学反应方程式为：
$CO ＋PdC{l}_2＋H_{2}O =C{O}_2＋Pd\downarrow \left(\mathrm{灰色}\right) ＋2HCl$【实验方案】兴趣小组的同学设计如下装置探究煤气中的成分。

【交流讨论】请回答实验中的有关问题：
（1）实验开始后，A 中无明显现象，说明煤气中不存在；
（2）若煤气中有 $CO$ 存在，则B中产生的现象是 ；
（3）写出C 中发生反应的化学方程式；（写一个即可）D 中浓硫酸的作用是。
（4）若F 中无水 $CuS{O}_{4_{}}$变蓝色，则E中一定发生的化学方程式为；
（5）点燃F装置导出的气体，有火焰产生。江枫认为煤气中含 $C{H}_4$，理由是 $C{H}_4$可以燃烧， $C{H}_4$燃烧的化学方程式是，老师则认为不能确认煤气中含有 $C{H}_4$，理由是。为了确定煤气中是否有 $C{H}_4$，老师接着采取的操作方法是；观察到的现象是 。由此验证煤气中一定含有 $C{H}_4$。

育才中学的某研究小组在探究维生素C水溶液的酸碱性时，不慎误把维C泡腾片（保健品。主要成分如图所示）当做维生素C片放入了水中，结果发现有大量气泡产生，于是引起了该小组同学的探究兴趣。

【提出问题】该气体成分是什么？
【猜想与假设】小青说：该气体可能含有CO₂ 、O₂、  CO、 H₂ 、 N₂ 中的一种或几种。小丽说：不可能含有 N₂，因为                            
小亮说：不可能含有H₂  和CO，因为从药品安全角度考虑，H₂易燃易爆,CO           
最后研究小组的同学共同认为：该气体可能含有CO₂、O₂中的一种或两种。
【进行实验】

编号	实验操作	实验现象
①	将气体通入澄清的石灰水	澄清石灰水变浑浊
②	将带火星的木条伸入到该气体中	带火星的木条没有复燃

【得出结论】（1）由实验①可知，该气体中肯定含有             ，
（2）由实验②             （填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是           

【2015年福建省厦门市】用如图装置完成以下实验：

（1）探究燃烧条件：若B处盛放木炭。
Ⅰ．先在A处通入氮气一段时间后，在B处加热，B、C处没有明显变化；
Ⅱ．待B处冷却至室温，在A处通入氧气一段时间后，B、C处没有明显变化；
Ⅲ．在A处继续通入氧气，然后在B处加热，发现木炭燃烧，C处变浑浊。
Ⅰ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是____________；Ⅱ与Ⅲ对比，说明燃烧的条件之一是_____________。
（2）模拟工业炼铁：若B处盛放氧化铁粉末。在A处通入一氧化碳一段时间后，B处下方用喷灯加热，B处可观察到的现象为______________________________，尾气处理的方法为__________________________。《自然》杂志刊载“绿色炼铁”技术；电解熔融的氧化铁得到铁和氧气，该反应的化学方程式：_____________________，该炼铁技术另一种产物的用途为___________________________________。

Ⅰ.某研究性学习小组的同学学习了二氧化碳的性质后，对二氧化碳溶于水的过程，有没有发生化学变化？提出实验改进：用如图所示装置进行实验，验证二氧化碳能与水反应（已知氮气的密度小于空气的密度），

操作为：
①从a端通入二氧化碳   
②从分液漏斗中滴加适量水   
③从b端通入氮气  
④将石蕊溶液染成紫色的干燥纸花放入广口瓶中
实验操作顺序最合理的是___，发生变化的化学方程式为     。
Ⅱ.另一小组在课外活动时对“二氧化硫能否与水反应生成酸”进行了实验探究。请你参与他们的探究活动，并回答有关问题。
[查阅资料]常温下二氧化硫是一种无色气体，易溶于水。
[假   设]二氧化硫能与水反应生成酸。
[设计实验]
（1）小雨同学将二氧化硫气体通入紫色石蕊试液中，观察溶液颜色的变化。他认为，若紫色石蕊试液变色，则证明假设成立。
（2）小涛同学认为小雨同学的实验方案不严密。小涛同学用紫色石蕊试液将白色滤纸染成紫色，干燥后做成三朵紫色的小花，然后按下列图示进行实验，在(I)、(Ⅱ)、(Ⅲ)中分别观察到变色和不变色的两种现象。
小涛同学认为，若   (填序号)中的紫色小花变色，则证明假设成立。

[交流反思]小明同学对小涛同学的实验方案提出了质疑，他认为上述实验还不足以证明“二氧化硫和水反应生成了酸”，其理由是   。三位同学讨论后补充了一个实验，使探究活动获得了成功，你认为这个实验应该是   (简述实验步骤和现象)。
[结   论]通过上述实验得出：二氧化硫能与水反应生成酸。