Question

我國國務院在2000年2月批準啟動“西氣東輸”工程，這是我國的一項重大工程，其中“氣”是指天然氣，主要成分為甲烷（CH₄）．
（1）實驗室中制取甲烷所用的原料為無水醋酸鈉和氫氧化鈉，反應的方程式為CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑，推斷X的化學式為

 

，甲烷宜用

 

（填“向上”或“向下”）排空氣法或排水法收集．
（2）如圖，集氣瓶里盛有甲烷，U形管左右液面相平，將整個裝置放置在陽光之下一定時間，液面

 

，再將該裝置放入黑暗中，若觀察到液面仍保持原狀，即可證明甲烷是

 

氣體．
（3）天然氣管道在第一次輸送到用戶家里時必須先在管道內充滿氮氣，這樣做的原因是

 

．

Answer 1

考點：甲烷、乙醇等常見有機物的性質和用途,常用氣體的收集方法,質量守恒定律及其應用,防范爆炸的措施

專題：化學與能源

分析：（1）根據(jù)反應的化學方程式CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑，利用化學反應前后原子的種類與數(shù)目不發(fā)生改變來推斷X的化學式；甲烷的密度小于空氣的密度，并且不易溶于水．
（2）根據(jù)溫室氣體的特點分析．溫室氣體使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散，其結果是地球表面變熱起來．
（3）根據(jù)甲烷是可燃性氣體，可燃性氣體與氧氣或空氣混合點燃有可能發(fā)生爆炸的知識分析．

解答：解：（1）在反應CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑中，由質量守恒定律可知，在反應前后元素種類、原子個數(shù)都不變．
反應前共2個C原子，反應后現(xiàn)有1個C原子，則X中含有1個C原子；
反應前共4個H原子，反應后有4個H元素，所以X中不含有H原子；
反應前共3個O原子，反應后沒有O原子，所以X中含有3個氧原子；
反應前共2個Na原子，反應后沒有Na原子，所以X中含有2個鈉原子；
則X的化學式為Na₂CO₃．
甲烷的密度小于空氣的密度，并且不易溶于水，所以甲烷宜用向下排空氣法或排水法收集．
故答案為：Na；向下．
（2）溫室氣體使太陽輻射到地球上的熱量無法向外層空間發(fā)散，其結果是地球表面變熱起來．所以如圖，集氣瓶里盛有甲烷，U形管左右液面相平，將整個裝置放置在陽光之下一定時間，液面左低右高，再將該裝置放入黑暗中，若觀察到液面仍保持原狀，即可證明甲烷是溫室氣體．
故答案為：左低右高；溫室．
（3）天然氣的主要成分是甲烷，甲烷是可燃性氣體，當甲烷中混有氧氣或空氣時點燃有可能會發(fā)生爆炸，所以天然氣在第一次通過管道輸送到用戶時，必須在管道內注滿氮氣，其目的是排凈管道內的空氣防止爆炸的發(fā)生；
故答案為：除去管道中的空氣，以防止點燃天然氣與空氣的混合物時發(fā)生爆炸．

點評：本題考查利用化學反應方程式和質量守恒定律來推斷物質的化學式，學生應能利用守恒的方法來解答，并能根據(jù)物質的組成來判斷物質的類別．