Question

（2013?梧州模擬）通過學習，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？帶著這個疑問，我們學習小組的同學進行了以下探究活動．
【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】小組的同學對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

．
【實驗方案】小組的同學在老師的指導下，共同設計了下圖的裝置并進行探究（除B外其它每步反應或作用都是完全的）

【實驗過程】
（1）A、B裝置中都產生明顯的現象，則沼氣中肯定含

H₂S、CO₂

氣體，A中變化的化學方程式為

H₂S+CuSO₄=CuS↓+H₂SO₄

，
B中變化的現象為

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）實驗過程中記錄的實驗數據如表

	E裝置總質量	F裝置總質量
反應前	156.6g	156.8g
反應后	158.4g	159.0g

【實驗結論】同學的猜想正確．
【拓展應用】沼氣池的殘余物可作農家肥，在清理沼氣池中的殘余物時，從安全的角度考慮應注意的事項：

嚴禁煙火

（答一點）．

Answer 1

分析：【收集氣體】根據收集氣體的操作分析收集方法；
【提出猜想】根據沼氣池中除了有甲烷外，還可能有CO、CO₂、H₂S等分析猜想．
【實驗過程】（1）根據氣體的性質及A、B中出現的現象分析沼氣中肯定含的氣體，根據反應寫出反應的方程式，分析實驗的現象；
（2）根據二氧化碳能與氫氧化鈉反應分析裝置C的作用；
（3）根據氣體中含有水分分析D裝置中加入的物質；
【實驗結論】根據E裝置增加的質量是生成水的質量，F裝置增加的質量就是生產的二氧化碳的質量，由此可以求出原混合物中含有的碳、氫元素的原子個數比，據此確定是否含有一氧化碳．
【拓展應用】根據甲烷的可燃性和H₂S的毒性分析在清理沼氣池中的殘余物時，從安全的角度考慮應注意的事項．

解答：解：【收集氣體】由題意可知，將不加蓋的礦泉水瓶裝滿水，用細繩吊入池中，再將水全部倒出，手機了一瓶氣體，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．
【實驗過程】
（1）由于H₂S能與CuSO₄溶液反應生成黑色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中發生的反應的方程式是：H₂S+CuSO₄=Cu S↓+H₂SO₄；B中的現象是生成白色沉淀；
（2）由于二氧化碳能與氫氧化鈉反應，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裝置中加入的物質是濃硫酸，利用濃硫酸的吸水性除去水分；
【實驗結論】由于濃硫酸能吸收水，E裝置增加的質量是生成水的質量，水的質量為：158.4g-156.6g=1.8g，氫元素的質量為：1.8g×

1×2

1×2+16

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

12

12+16×2

×100%=0.6g．碳、氫元素的原子個數比是比為：

0.6g

12

：

0.2g

1

=1：4，與甲烷中含有的碳氫原子的個數相同．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．
【拓展應用】由于甲烷是可燃性的氣體，在清理沼氣池中的殘余物時要嚴禁煙火；由于沼氣中混有H₂S，H₂S有毒，在清理沼氣池中的殘余物時，應戴防毒面具等．
故答為：【收集氣體】排水；【提出猜想】CH₄、CO、CO₂、H₂S；【實驗過程】（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；【實驗結論】小周
【拓展應用】嚴禁煙火、戴防毒面具等．

點評：化學是一門以實驗為基礎的學科，化學實驗是考查的重點、難點和熱點，掌握科學探究的環節，熟悉基礎知識，是解題的前提