Question

【題目】甲烷(CH4)氣體難溶于水，不與濃硫酸、硫酸銅、堿石灰(氫氧化鈉和氧化鈣的固體混合物)、澄清石灰水等起反應．甲烷具有還原性，在加熱條件下與氧化銅發(fā)生反應，生成銅、水和二氧化碳．某化學小組為驗證甲烷的組成，設計了如圖所示實驗．該實驗裝置氣密性良好，實驗中所用試劑均足量．

已知裝置B、C、D、E中分別盛有濃硫酸、白色無水CuSO4固體、堿石灰、澄清石灰水，而且已知白色無水CuSO4固體遇水會變藍色．

(1)實驗步驟：

I．通入甲烷氣體．

II．點燃酒精燈加熱，反應一段時間后，停止加熱．

III．繼續(xù)通甲烷至玻璃管冷卻．

(2)有關現(xiàn)象：

①A中黑色固體變紅色；②中C中未見變藍色；③E中未見出現(xiàn)渾濁．

(3)有關數(shù)據(jù)：

	A中玻璃管及物質總質量/g	B裝置及物質總質量/g	D裝置及物質總質量/g
反應前	108.0	212.0	131.0
反應后	106.4	212.9	132.1

請回答下列問題：

(1)實驗室若用無水醋酸鈉固體和堿石灰混合加熱制取甲烷，則發(fā)生裝置類型與____相同．

A 用石灰石與稀鹽酸制二氧化碳 B 用過氧化氫制氧氣 C 用高錳酸鉀制氧氣

(2)甲烷還原氧化銅的化學方程式為_____．

(3)實驗過程中通入甲烷的作用各不相同．步驟I是___；步驟II是還原氧化銅；步驟III是___．

(4)請根據(jù)該實驗數(shù)據(jù)列計算式，證明甲烷中不含氧元素．相關計算式為_____．

Answer 1

【答案】C CH4+4CuO4Cu+2H2O+CO2 排盡除去裝置中的空氣 將生成的氣體全部排出，減小實驗誤差 108.0g-106.4g=(212.9g-212.0g)××100%+(131.1g-131.0g)××100%=1.6g

【解析】

(1)實驗室若用無水醋酸鈉固體和堿石灰混合加熱制取甲烷，屬于加熱固體制取氣體，發(fā)生裝置類型與用高錳酸鉀制氧氣相同。

(2)由題意可知，甲烷具有還原性，在加熱條件下與氧化銅發(fā)生反應，生成銅、水和二氧化碳，反應的化學方程式是：CH4+4CuO4Cu+2H2O+CO2。

(3)實驗過程中通入甲烷的作用各不相同．由于甲烷是可燃性的氣體與空氣的混合氣體在點燃時易發(fā)生爆炸，所以步驟I通入甲烷的作用是排盡除去裝置中的空氣； 由于反應完后的裝置中有殘留的二氧化碳、水蒸氣，所以步驟II中通入甲烷的作用是將生成的氣體全部排出，減小實驗誤差。

(4)由A中玻璃管及物質總質量可知，減少的質量就是氧元素的質量為：108.0g-106.4g=1.6g，生成的二氧化碳和水中氧元素的質量為：(212.9g-212.0g)××100%+(131.1g-131.0g)××100%=1.6g，所以甲烷中不含有氧元素。