一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物(如CO、CH4等)为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学,
(1)工业上用天然气和水蒸气在高温条件下发生反应,得到CO和H2,该反应的化学方程式为 ▲ 得到的CO和H2的混合气被称为合成气,合成气在工业上可用于合成一系列化工原料和新型燃料,还可用于冶炼某些金属。
(2)某他学兴趣小组的同学在实验室模拟了合成气的制备,并设计实验验证合成气的还原性。
I.用甲烷和水蒸气在高温条件下反应得到合成气.根据(1)中所写的化学方程式.合成气中CO和H2的质量比为 ▲ 。
Ⅱ.用合成气还原足量氧化铜.实验装置如下图所示:
【设计买验步骤】
①连接好装置并检查气密性。
②装入药品,通人一段时间合成气。
③分别称量装置D、E的质量。
④缓缓通入合成气,加热装置C,使其充分反应。
⑤停止加热,继续通入合成气至恢复到室温。
⑥再次分别称量装置D、E的质量。
【完善实验设计】经过讨论同学们认为,装置E后还应添加一个酒精灯,并在实验步骤 ▲ (填实验步骤的序号)中点燃(点燃前应对气体验纯)。
【进行实验】该小组的同学按上述步骤进行实验,并记录了实验现象和数据:
|
装置D的质量 |
装置E的质量 |
反应前 |
292.4g |
198.2g |
反应后 |
296.0g |
201.5g |
①装置C中出现 ▲ 色物质。
②称量数据如右表所示。
【现象分析和数据处理】
①甲同学根据装置C中的现象,认为是合成气中的CO和H2还原了CuO。 .
②乙同学通过对上表数据的分析,推测除了CO和H2以外,制得的合成气中可能还有未反应的CH4,且CH4也还原了CuO。试通过计算说明他的推测依据。
▲
③丙同学提出,实验步骤⑤中通入的气体会带走装置E中的部分水蒸气,使实验产生误差。你认为该误差对乙同学的推测结果是否有影响?
▲ (选填“是”或“否”,并说明理由)。
【拓展探究】该小组同学对于CH4是否真的能够还原氧化铜提出了质疑并进行探究。
【查阅资料】甲烷具有还原性,可以还原氧化铜,生成CO2和H2O;
白色的无水硫酸铜遇水会变成蓝色。
【实验设计】该小组同学拟用纯净的甲烷气体和如下装置进行实验。
①上图装置F中盛放的试剂名称是 ▲ 。
②上图装置的正确连接顺序是 ▲ (填字母,且每套装置限用一次)。
【实验反思】除了可能是CH4也还原了CuO外,出现上表数据关系还可能是因为
▲ (写出一个原因,并说明理由)。
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