Question

19．人們使用天然氣（主要成分為甲烷CH₄）過程中要注意通風(fēng)，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(shí)驗(yàn)室利用下列實(shí)驗(yàn)裝置，在老師指導(dǎo)下制取氧氣和甲烷，并檢驗(yàn)甲烷燃燒后的氣體產(chǎn)物．
（1）寫出圖中儀器的名稱：a錐形瓶b分液漏斗
（2）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A（填字母），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（Na₂CO₃）的化學(xué)方程式CH₃COONa+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₄↑+Na₂CO₃．
（3）小李用一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的過氧化氫溶液和二氧化錳固體制取并收集一瓶的氧氣，請從上面選擇裝置圖，正確的組裝順序?yàn)镃D．（填字母）

（4）下面是小張對甲烷在氧氣中燃燒后的氣體產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證的實(shí)驗(yàn)．（假定每步均完全反應(yīng)）（溫馨提示：無水硫酸銅吸水后變藍(lán)，常用于吸收水和驗(yàn)證水的存在；氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳?xì)怏w；濃硫酸具有干燥氣體作用；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完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告

實(shí)驗(yàn)操作	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象	實(shí)驗(yàn)結(jié)論
將燃燒后的氣體產(chǎn)物進(jìn)行驗(yàn)證	甲中的白色固體變藍(lán)	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)固體顏色變化是紅色變成黑色、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Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2

②實(shí)驗(yàn)結(jié)束，對相關(guān)裝置進(jìn)行稱量（忽略空氣成分對實(shí)驗(yàn)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1.6g，并寫出該實(shí)驗(yàn)中甲烷燃燒的化學(xué)方程式4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$8H₂O+2CO₂+2CO．
③戊后氣球的作用是收集尾氣中的CO，防止污染環(huán)境．

Answer 1

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(lán)，常用于吸收水和驗(yàn)證水的存在，因此甲裝置是檢驗(yàn)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(jìn)行交換，則不能驗(yàn)證燃燒產(chǎn)物中有水生成，因?yàn)闅溲趸�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(jìn)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(gè)數(shù)比運(yùn)用觀察法進(jìn)行配平；據(jù)此解答．

解答 解：（1）儀器a是錐形瓶；b是分液漏斗；答案：錐形瓶；分液漏斗；
（2）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$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₄↑+Na₂CO₃；
（3）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；故答案為：CD；
（4）由題目的信息可知：無水硫酸銅吸水后變藍(lán)，常用于吸收水和驗(yàn)證水的存在，因此甲裝置是檢驗(yàn)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(jìn)行交換，則不能驗(yàn)證燃燒產(chǎn)物中有水生成，因?yàn)闅溲趸�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×$\frac{2}{18}$=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÷$\frac{4}{16}$=1.6g，則甲烷中碳元素的質(zhì)量=1.6g×$\frac{12}{16}$=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×$\frac{12}{44}$=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=$\frac{\frac{0.6g}{12}}{28}$=1.4g，則生成的二氧化碳和一氧化碳的個(gè)數(shù)比=$\frac{2.2}{44}：\frac{1.4g}{28}$=1：1，根據(jù)此結(jié)果進(jìn)行配平即可．戊后氣球的作用是收集尾氣中的CO，防止污染環(huán)境；

故答案為：①紅色變成黑色；Fe₂O₃+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO₂；②1.6；4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$2CO₂+2CO+8H₂O；③收集尾氣中的CO，防止污染環(huán)境；

點(diǎn)評 本考點(diǎn)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(shí)也考查了化學(xué)方程式的書寫和有關(guān)的計(jì)算等，綜合性比較強(qiáng)．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(diǎn)是中考的重要考點(diǎn)之一，主要出現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)題中．