Question

1．（1）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，在老師指導下制取氧氣和甲烷，并檢驗甲烷燃燒后的氣體產物．
①小王用加熱無水醋酸鈉和堿石灰固體中的氫氧化鈉反應生成甲烷，發(fā)生裝置應選擇圖1中的A（填字母）．

②小李用一定溶質質量分數(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，請從圖1選擇裝置圖，正確的組裝順序為CFD（填字母），反應方程式為2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
③下面是小張對甲烷在氧氣中燃燒后的氣體產物進行驗證的實驗．（圖2）（假定每步均完全反應）請完成實驗報告：

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
將燃燒后氣體產物進行驗證	甲中的白色固體變藍	燃燒產物中有H2O
	乙裝置質量增加	燃燒產物中有CO2，乙瓶中反應方程式2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
	丁中玻璃管內固體紅色變成黑色、戊中石灰水變渾濁	燃燒產物中有CO，丁中玻璃管內反應方程式 Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2

（2）請你參與鑒別澄清石灰水和氫氧化鈉溶液的實驗操作題．
[提出問題]如何鑒別兩種無色溶液？
[實驗方案]小林等幾位同學進行了如圖3所示的實驗．請你回答下列問題：

①C組實驗中反應的化學方程式為Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
②其中不能達到實驗目的是A、B（填字母）；
③D組實驗中變渾濁的原溶液是澄清石灰水或Ca（OH）₂溶液．
[繼續(xù)探究]實驗結束后，小林同學將A、B、C、D四組試管中的物質全部倒入同一個干凈的燒杯中，充分反應后，得到無色澄清透明的溶液，對該溶液的成分又進行了探究．
[提出問題]該溶液中除水、酚酞外還含有哪些物質？
[查閱資料]氯化鈣溶液呈中性．
[猜想與假設]Ⅰ．NaCl、CaCl₂Ⅱ．NaCl、CaCl₂Ⅲ．NaCl、CaCl₂、NaOH
[反思與拓展]上述猜想與假設中只有一個不成立，它是Ⅲ（填序號）．

Answer 1

分析 （1）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，則不能驗證燃燒產物中有水生成，因為氫氧化鈉溶液中有水；丁中玻璃管內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；
（2）【實驗方案】①根據(jù)碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉來分析；
②根據(jù)反應的現(xiàn)象進行鑒別；
③根據(jù)二氧化碳和氫氧化鈣反應產生碳酸鈣沉淀分析；
【猜想與假設】根據(jù)反應的程度分析溶質的成分；
【反思與拓展】根據(jù)現(xiàn)象得到無色澄清透明的溶液分析猜想的合理性

解答 解：（1）①用無水醋酸鈉（化學式為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生成甲烷和碳酸鈉；故答案為：A；
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；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
③已知“燃燒產物中有CO₂”，乙瓶中為氫氧化鈉溶液，故反應化學方程式為2NaOH+CO₂═Na₂CO₃+H₂O；而“丁中玻璃管內固體紅色變成黑色、戊中石灰水變渾濁”，則說明氣體產物中有一氧化碳，故丁中玻璃管內反應方程式Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；
（2）【實驗方案】①碳酸鈉和氫氧化鈣反應生成白色的碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，反應的現(xiàn)象為：生成白色沉淀；其化學方程式為Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；
②A方案都反應，但都無現(xiàn)象，故不能鑒別；B方案都變成紅色，故不能鑒別；而C和D都能出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，因此不能達到實驗目的是A、B；
③二氧化碳和氫氧化鈣反應產生碳酸鈣沉淀，而和氫氧化鈉反應物現(xiàn)象，故D組實驗中變渾濁的原溶液是石灰水；
【猜想與假設】若恰好完全反應，則只含有反應產生的氯化鈉和氯化鈣；
【反思與拓展】Ⅲ的猜想中含有氫氧化鈉，能夠使酚酞試液變成紅色，而現(xiàn)象得到無色澄清透明的溶液，因此Ⅲ不合理；
故答案為：
（1）①A．
②CFD，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．③

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
將燃燒后氣體產物進行驗證
		2NaOH+CO2═Na2CO3+H2O
		Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2

（2）[實驗方案]①Ca（OH）₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaOH；②A、B；③澄清石灰水或Ca（OH）₂溶液．
[猜想與假設]NaCl、CaCl₂；[反思與拓展]Ⅲ

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，同時也考查了化學方程式的書寫等，綜合性比較強；還考查了常見物質的鑒別，在做此類題時，首先弄清所要鑒別的物質的不同性質，然后選擇適當?shù)脑噭┻M行鑒別，出現(xiàn)不同的現(xiàn)象，在分析化學反應后所得物質的成分時，除考慮生成物外還需考慮反應物的過量問題．