Question

我國國務(wù)院在2000年2月批準(zhǔn)啟動(dòng)“西氣東輸”工程，這是我國的一項(xiàng)重大工程，其中“氣”是指天然氣，主要成分為甲烷（CH₄）．
（1）實(shí)驗(yàn)室中制取甲烷所用的原料為無水醋酸鈉和氫氧化鈉，反應(yīng)的方程式為CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑，推斷X的化學(xué)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(gè)裝置放置在陽光之下一定時(shí)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(shí)必須先在管道內(nèi)充滿氮?dú)�，這樣做的原因是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：甲烷、乙醇等常見有機(jī)物的性質(zhì)和用途,常用氣體的收集方法,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,防范爆炸的措施

專題：化學(xué)與能源

分析：（1）根據(jù)反應(yīng)的化學(xué)方程式CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑，利用化學(xué)反應(yīng)前后原子的種類與數(shù)目不發(fā)生改變來推斷X的化學(xué)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(diǎn)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(jié)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(diǎn)燃有可能發(fā)生爆炸的知識(shí)分析．

解答：解：（1）在反應(yīng)CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑中，由質(zhì)量守恒定律可知，在反應(yīng)前后元素種類、原子個(gè)數(shù)都不變．
反應(yīng)前共2個(gè)C原子，反應(yīng)后現(xiàn)有1個(gè)C原子，則X中含有1個(gè)C原子；
反應(yīng)前共4個(gè)H原子，反應(yīng)后有4個(gè)H元素，所以X中不含有H原子；
反應(yīng)前共3個(gè)O原子，反應(yīng)后沒有O原子，所以X中含有3個(gè)氧原子；
反應(yīng)前共2個(gè)Na原子，反應(yīng)后沒有Na原子，所以X中含有2個(gè)鈉原子；
則X的化學(xué)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(jié)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(gè)裝置放置在陽光之下一定時(shí)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(dāng)甲烷中混有氧氣或空氣時(shí)點(diǎn)燃有可能會(huì)發(fā)生爆炸，所以天然氣在第一次通過管道輸送到用戶時(shí)，必須在管道內(nèi)注滿氮?dú)�，其目的是排凈管道�?nèi)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(diǎn)燃天然氣與空氣的混合物時(shí)發(fā)生爆炸．

點(diǎn)評(píng)：本題考查利用化學(xué)反應(yīng)方程式和質(zhì)量守恒定律來推斷物質(zhì)的化學(xué)式，學(xué)生應(yīng)能利用守恒的方法來解答，并能根據(jù)物質(zhì)的組成來判斷物質(zhì)的類別．