Question

19．實驗室常用下列裝置來制取、收集氣體．請閱讀資料卡，回答有關問題．
資料：
1、第八屆國際天然氣水合物大會于2014年7月29日在北京召開．據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局相關負責人透露，我國計劃于2015年開始著手開發(fā)“可燃冰”（如圖1）．“可燃冰”主要成分是甲烷水合物，主要分布于深海沉積物或陸域的永久凍土中，1立方米的“可燃冰”可在常溫下釋放164立方米的甲烷和0.8立方米的淡水，被認為是有一種潛力較大的能源之一．
2、通常情況下，甲烷是沒有顏色，沒有氣味的氣體，比空氣輕，極難溶于水，很容易燃燒．甲烷的實驗室制法是：用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固態(tài)藥品，經(jīng)研磨均勻混合后裝入試管中，加熱產(chǎn)生甲烷氣體．

（1）儀器a、b的名稱是錐形瓶、集氣瓶．
（2）實驗室制取和收集甲烷的裝置組合是AC（或AD）；將反應物裝入試管前，應先檢查裝置的氣密性．點燃甲烷前一定要先檢驗甲烷的純度．
（3）通過對實驗室制取氣體的學習，你認為實驗室制取氣體的反應，共同點是cd（填序號）．
a．需要加熱；b．需要催化劑；c．反應物中沒有氣體參加；
d．反應物中必須含有要制取物質(zhì)的元素
（4）根據(jù)物質(zhì)的組成對甲烷分類，它屬于有機物，具有的物理性質(zhì)是通常情況下，甲烷是沒有顏色，沒有氣味的氣體，比空氣輕，極難溶于水．甲烷除用作燃料外，還是一種很重要的化工原料，在催化劑的作用下，可以將CO_x和CH₄的混合氣體直接轉(zhuǎn)化為醋酸（CH₃COOH）．若該反應的原子利用率為100%（反應物中的原子全部轉(zhuǎn)化為目標產(chǎn)物中的原子），則CO_x中的x為2，該反應類型是化合反應．
（5）可燃冰的開采和利用，能緩解人類面臨的能源危機．但開采、利用可燃冰的過程中，還存在著開采技術(shù)以及開采過程中可能引發(fā)的溫室效應、海底滑坡及破壞海洋生態(tài)平衡等諸多問題．從科學探究的角度，你認為開采、利用“可燃冰”還應進一步做好氣體的有效收集等（答出一條即可）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器進行分析解答；
（2）根據(jù)實驗室制取甲烷的反應物是固體，反應條件是加熱，甲烷的密度比空氣小，難溶于水，制取氣體之前需要檢驗裝置的氣密性，點燃可燃性氣體之前需要檢驗氣體的純度等知識進行分析；
（3）根據(jù)制取氣體的反應原理以及各種氣體的性質(zhì)進行分析；
（4）根據(jù)物質(zhì)的分類，以及甲烷的物理性質(zhì)，質(zhì)量守恒定律進行分析；
（5）根據(jù)開采過程中可能引發(fā)的溫室效應、海底滑坡及破壞海洋生態(tài)平衡等諸多問題進行分析．

解答 解：（1）通過分析，題中所指儀器分別是，錐形瓶、集氣瓶；
（2）實驗室制取甲烷用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固態(tài)藥品，經(jīng)研磨均勻混合后裝入試管中，加熱，該反應屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，甲烷的密度比空氣小，難溶于水，所以可用向下排空氣法或排水法收集，因此實驗室制取和收集甲烷的裝置組合是AC或AD；制取氣體之前需要檢驗裝置的氣密性，防止裝置漏氣；點燃甲烷前一定要先檢驗甲烷的純度，防止氣體不純點燃發(fā)生爆炸事故；
（3）通過分析制取氧氣、氫氣、二氧化碳及甲烷的反應原理可知，實驗室制取氣體的反應共同點是cd，不一定都要加熱，如制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸常溫混合即可，也不需要催化劑；
（4）甲烷中含有碳元素，屬于有機物，甲烷的物理性質(zhì)是：通常情況下，甲烷是沒有顏色，沒有氣味的氣體，比空氣輕，極難溶于水；
根據(jù)質(zhì)量守恒定律，CO_x和CH₄的混合氣體直接轉(zhuǎn)化為醋酸，若該反應的原子利用率為100%，則CO_x中的x為2，該反應滿足化合反應多變一的特點，所以反應類型是化合反應；
（5）通過分析可知，從科學探究的角度，開采、利用“可燃冰”還應進一步做好：氣體的有效收集，防止泄露引起溫室效應，及開采引起的海底滑坡、破壞海洋生態(tài)平衡等諸多問題；
故答案為：（1）錐形瓶；集氣瓶；
（2）AC（或AD）；氣密性；純度；
（3）cd；
（4）有機物；通常情況下，甲烷是沒有顏色，沒有氣味的氣體，比空氣輕，極難溶于水；2；化合反應；
（5）氣體的有效收集．

點評 本考點主要考查了儀器的名稱、氣體的制取裝置和收集裝置的選擇，同時也考查了質(zhì)量守恒定律和檢查裝置的氣密性等，綜合性比較強．氣體的制取裝置的選擇與反應物的狀態(tài)和反應的條件有關；氣體的收集裝置的選擇與氣體的密度和溶解性有關．