Question

乙醇是以高粱、玉米、薯類等為原料，經發(fā)酵、蒸餾而制得，屬于可再生能源．在汽油中加入適量乙醇作為汽油燃料，可節(jié)省石油資源，減少汽車尾氣的污染．2001年4月2日國家技術監(jiān)督局發(fā)布《車用乙醇汽油》國家標準，并于同年4月15日開始實施．乙醇

 

完全燃燒時生成CO₂和H₂O．如果氧氣不充足，乙醇燃燒可能還有CO生成．現用以下裝置進行實驗，確證乙醇燃燒產物中有CO、CO₂和H₂O．

請回答下列問題：
（1）能確證產物中有H₂O的現象是

 

；能確證產物中有CO的現象是

 

、

 

．
（2）實驗時，可觀察到裝置B中石灰水變渾濁，D中石灰水無變化．B裝置的作用是

 

；C裝置的作用是

 

；D裝置的作用是

 

．
（3）若乙醇燃燒產物中CO和CO₂的總質量為25.2g，其中碳元素與氧元素的質量比為2：5，則參加反應的乙醇的質量為

 

g，產物中H₂O的質量為

 

g．
（4）科學家發(fā)現海底埋藏著大量的“可燃冰”--甲烷的水合物．質量相等的甲烷和乙醇在氧氣充足的條件下完全燃燒，產生CO₂的質量較多的是

 

．

Answer 1

分析：（1）根據白色的無水硫酸銅粉末與水反應生成藍色的五水硫酸銅回答前一問；根據一氧化碳的還原性和二氧化碳能使澄清的石灰水變渾的性質回答后兩問．
（2）根據二氧化碳能使澄清的石灰水變渾及實驗驗證的過程和要求回答．
（3）根據CO和CO₂的總質量為25.2g，其中碳元素與氧元素的質量比為2：5，求出碳元素的質量，再根據乙醇中碳的質量分數求乙醇的質量，最后根據乙醇中氫元素的質量與水中氫元素的質量相等和水中氫元素的質量分數求水的質量．
（4）根據甲烷和乙醇燃燒的化學方程式計算或根據碳元素反應前后質量不變，由二者的含碳量進行判斷．

解答：解：（1）白色的無水硫酸銅粉末與水反應生成藍色的五水硫酸銅，如產物中有H₂O生成，則A中的無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色；
一氧化碳有還原性，能把黑色的氧化銅還原成紅色的銅，同時本身被氧化成二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾，所以如是一氧化碳的話，現象應為的玻璃管中黑色的氧化銅變?yōu)榧t色，F中的澄清石灰水變渾濁．
（2）證明二氧化碳存在，可根據二氧化碳能使澄清的石灰水變渾的性質，B裝置的作用是驗證產物中CO₂的存在；
一氧化碳的檢驗涉及與氧化銅反應生成二氧化碳，故工檢驗一氧化碳需先除去二氧化碳，再檢驗是否又生成了新的二氧化碳，所以C裝置的作用是除去CO₂；D裝置的作用是 檢驗CO₂是否已除盡．
（3）CO和CO₂的總質量為25.2g，其中碳元素與氧元素的質量比為2：5，碳元素的總質量為25.2g×

2

2+5

=7.2g，則乙醇中碳元素的質量也是7.2g，乙醇中碳的質量分數為

12×2

12×2+1×6+16

×100%=52.17%，乙醇的質量為7.2g÷52.17%=13.8g，乙醇中氫元素的質量為13.8g×

1×6

46

×100%=1.8g，則生成水中的氫元素也是1.8g，所以水的質量為1.8g÷

2

18

=16.2g．
（4）甲烷和乙醇在燃燒時，它們中的碳都形成二氧化碳了，二者含碳量越高，產生二氧化碳的質量也越大，甲烷中碳碳的質量占

12

16

，乙醇中碳的質量占

24

46

，所以產生CO₂的質量較多的是甲烷．
故答案為：（1）A中的無水硫酸銅由白色變?yōu)樗{色；E的玻璃管中黑色的氧化銅變?yōu)榧t色，F中的澄清石灰水變渾濁；
（2）驗證產物中CO₂的存在；除去CO₂；檢驗CO₂是否已除盡；
（3）13.8；16.2；
（4）甲烷．

點評：能源、信息、材料、環(huán)境是當今世界四大首要問題，在能源危機日趨嚴重的今天，新能源的開發(fā)和利用，它既是社會熱點，也是化學考查的熱點，特別是氫能、乙醇汽油等．