Question

人們使用天然氣（主要成分為甲烷）過程中要注意通風，如果氧氣不足會產(chǎn)生一氧化碳，使人中毒．某興趣小組在實驗室利用下列實驗裝置，在老師指導(dǎo)下制取氧氣和甲烷，并檢驗甲烷燃燒后的氣體產(chǎn)物．

（1）小王用無水醋酸鈉（化學(xué)式為CH₃COONa）和堿石灰固體混合加熱制取甲烷，發(fā)生裝置應(yīng)選擇上圖中的

 

（填字母），并寫出無水醋酸鈉與堿石灰中的氫氧化鈉反應(yīng)生成甲烷和碳酸鈉的化學(xué)方程式

 

．
（2）小李用一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的過氧化氫溶液和二氧化錳固體制取并收集一瓶干燥的氧氣，請從上面選擇裝置圖，正確的組裝順序為

 

．（填字母）
（3）下面是小張對甲烷在氧氣中燃燒后的氣體產(chǎn)物進行驗證的實驗．（假定每步均完全反應(yīng)）
（溫馨提示：無水硫酸銅吸水后變藍，常用于吸收水和驗證水的存在；丁裝置中酒精燈的網(wǎng)罩起集中火焰升高溫度的作用．）

請回答：
①如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中的

 

；
②完成實驗報告

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將燃燒后的氣體產(chǎn)物進行驗證	甲中的白色固體變藍	燃燒產(chǎn)物中有H2O
	乙裝置質(zhì)量增加	燃燒產(chǎn)物中有CO2
	丁中玻璃管內(nèi)固體顏色變化是   、戊中澄清石灰水變渾濁	燃燒產(chǎn)物中有CO 寫出丁中玻璃管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式

③實驗結(jié)束，對相關(guān)裝置進行稱量（忽略空氣成分對實驗的干擾）：甲裝置增重3.6g，乙裝置增重2.2g．那么燃燒甲烷的質(zhì)量為

 

g，并寫出該實驗中甲烷燃燒的化學(xué)方程式

 

．

Answer 1

考點：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,常見氣體的檢驗與除雜方法,氣體的干燥（除水）,實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化,科學(xué)探究

分析：制取裝置包括加熱和不需加熱兩種，如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，如果用高錳酸鉀或氯酸鉀制氧氣就需要加熱．氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；氧氣可以用濃硫酸干燥，收集干燥的氧氣必須用向上排空氣法收集，不能用排水法．用無水醋酸鈉（化學(xué)式為CH₃COONa）和堿石灰固體混合加熱制取甲烷，因此需要加熱；醋酸鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成甲烷和碳酸鈉．由題目的信息可知：無水硫酸銅吸水后變藍，常用于吸收水和驗證水的存在，因此甲裝置是檢驗水的，乙裝置質(zhì)量增加說明有二氧化碳生成，如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中有水生成，因為氫氧化鈉溶液中有水；丁中玻璃管內(nèi)固體顏色變化是紅色變成黑色，戊中澄清石灰水變渾濁，說明生成了鐵和二氧化碳，即一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；根據(jù)甲裝置增重求出氫元素的質(zhì)量，求出甲烷的質(zhì)量，再求出甲烷中的碳元素的質(zhì)量，結(jié)合乙裝置增重進而求出一氧化碳的質(zhì)量，最后根據(jù)生成的二氧化碳和一氧化碳的個數(shù)比運用觀察法進行配平；據(jù)此解答．

解答：解：（1）用無水醋酸鈉（化學(xué)式為CH₃COONa）和堿石灰固體混合加熱制取甲烷，因此需要加熱；醋酸鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成甲烷和碳酸鈉；故答案為：A；CH₃COONa+NaOH

△   .

CH₄↑+Na₂CO₃；
（2）如果用雙氧水和二氧化錳制氧氣就不需要加熱，氧氣的密度比空氣的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空氣法和排水法收集；氧氣可以用濃硫酸干燥，收集干燥的氧氣必須用向上排空氣法收集；故答案為：CFD；
（3）由題目的信息可知：無水硫酸銅吸水后變藍，常用于吸收水和驗證水的存在，因此甲裝置是檢驗水的，乙裝置質(zhì)量增加說明有二氧化碳生成，如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中有水生成，因為氫氧化鈉溶液中有水；丁中玻璃管內(nèi)固體顏色變化是紅色變成黑色，戊中澄清石灰水變渾濁，說明生成了鐵和二氧化碳，即一氧化碳和氧化鐵在高溫的條件下生成鐵和二氧化碳，配平即可；甲裝置增重3.6g，即生成水3.6g，水中氫元素的質(zhì)量=3.6g×

2

18

=0.4g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，甲烷中的氫元素也是0.4g，因此甲烷的質(zhì)量=0.4g÷

4

16

=1.6g，則甲烷中碳元素的質(zhì)量=1.6g×

12

16

×100%=1.2g，乙裝置增重的2.2g是生成的CO₂的質(zhì)量，CO₂的中碳元素的質(zhì)量=2.2g×

12

44

×100%=0.6g，因此一氧化碳中碳元素的質(zhì)量=1.2g-0.6g=0.6g，則一氧化碳的質(zhì)量=

0.6g

12 28 ×100%

=1.4g，則生成的二氧化碳和一氧化碳的個數(shù)比=

2.2

44

：

1.4

28

=1：1，根據(jù)此結(jié)果進行配平即可．
故答案為：①H₂O； ②紅色變成黑色；Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；③1.6；4CH₄+7O₂

點燃  .

2CO₂+2CO+8H₂O．

點評：本考點主要考查了氣體的制取裝置和收集裝置的選擇、氣體的干燥，同時也考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計算等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件有關(guān)；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關(guān)．本考點是中考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．