21. 目前,家庭普遍使用天然气(主要成分是甲烷,化学式为$CH_4)。$天然气燃烧后的产物是什么?同学们开展了以下探究。
【提出问题】
甲烷燃烧后生成哪些物质?
【猜想与假设】
猜想一$:CO_2、$$H_2O。$
猜想二:CO、$H_2O。$
猜想三$:CO_2、$CO、$H_2O。$
【查阅资料】
白色无水硫酸铜粉末遇水变成蓝色。
【设计并进行实验】
将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过如图所示装置进行验证:

(1) 请根据实验现象,填写实验结论。


(2) 实验过程中,装置C的作用是 (2分)。装置E的作用是 (2分)。
(3) 装置D中发生反应的化学方程式是 (2分)。该反应中,发生氧化反应的物质是 。
(4) 实验过程中,用纯净氧气而不用空气的原因是 。
(5) 实验过程中,装置A、B的顺序不能颠倒,原因是 (2分)。
【反思与交流】
(6) 同学们一致认为:该装置存在安全缺陷。你的改正意见是 。
(7) 日常生活中,使用含碳燃料时,一定要加强通风,防止 中毒。

（1）三
（2）吸收二氧化碳（或除去二氧化碳）；检验一氧化碳与氧化铁反应生成的二氧化碳（或证明一氧化碳存在）
（3）3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{高温}}{}$2Fe+3CO₂；CO
（4）防止空气中的二氧化碳和水蒸气干扰实验结果
（5）颠倒后无法确定水是燃烧产物还是从B中带出的
（6）在E装置后增加尾气处理装置（如点燃的酒精灯）
（7）一氧化碳（或CO）

（1）A中无水硫酸铜变蓝说明有水生成；B中澄清石灰水变浑浊说明有二氧化碳生成；C吸收二氧化碳后，D中红棕色氧化铁变黑色且E中澄清石灰水变浑浊，说明有一氧化碳（一氧化碳还原氧化铁生成二氧化碳），故产物含H₂O、CO₂、CO，猜想三成立。
（2）装置C中氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳，避免干扰后续CO的检验；装置E中澄清石灰水用于检验CO与氧化铁反应生成的二氧化碳，从而证明CO存在。
（3）CO与氧化铁在高温下反应生成铁和二氧化碳，方程式为3CO+Fe₂O₃$\frac{\underline{高温}}{}$2Fe+3CO₂；CO得氧发生氧化反应。
（4）空气中含二氧化碳和水蒸气，会干扰对燃烧产物中H₂O和CO₂的检验，故用纯净氧气。
（5）若A、B颠倒，气体通过B中石灰水会带出水蒸气，A中变蓝无法确定是燃烧产物中的水。
（6）CO有毒，需尾气处理，应在E后增加尾气处理装置（如点燃的酒精灯）。
（7）含碳燃料不完全燃烧生成CO，CO有毒，需通风防止中毒。