Question

13．天然氣和瓦斯的主要成份都是甲烷（CH₄），某興趣小組對甲烷進(jìn)行如下探究：
探究一  甲烷的制取
（1）實(shí)驗室用無水醋酸鈉與堿石灰兩種固體混合加熱制取甲烷，發(fā)生裝置應(yīng)選圖1中的A（填序號）．

（2）圖1中裝置c可用于收集甲烷，說明甲烷的性質(zhì)是難溶于水．
探究二  甲烷的爆炸極限
甲烷可燃，若混入空氣遇明火可能發(fā)生爆炸．取8份250mL混合氣體（甲烷和空氣），分別進(jìn)行點(diǎn)火實(shí)驗，
裝置如圖2所示，結(jié)果如下：（注“√”表示發(fā)生爆鳴，“×”表示未發(fā)生爆鳴）：

混合氣體體積（mL）	250	250	250	250	250	250	250	250
甲烷占總體積（%）	2.5	4.5	5.5	8.5	11.5	13.5	14.5	15.5
實(shí)驗結(jié)果	×	×	√	√	√	√	√	×

（3）寫出甲烷完全燃燒的化學(xué)方程式：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（4）下面是甲烷和空氣組成的混合氣體中甲烷的體積含量，從是否能夠爆炸方面考慮，不安全的是B．
A．3%            B．12%            C．50%            D．80%
（5）有些煤礦在井下掘井時，要用到干冰，減少瓦斯爆炸事件的發(fā)生．如圖3所示：

其中干冰的作用是降低溫度、隔絕氧氣．
探究三  甲烷不完全燃燒的產(chǎn)物
【查閱資料】濃硫酸會吸收水分，但不會吸收CO₂和CO．
【實(shí)驗探究】如圖4進(jìn)行實(shí)驗

（6）觀察裝置A質(zhì)量變大，B、D澄清石灰水變渾濁，C黑色粉末變成紅色，由此推斷甲烷不完全燃燒生成的產(chǎn)物是C．
A． H₂O、CO₂        B． H₂O、CO       C． H₂O、CO₂、CO
（7）裝置D中氣球的作用是收集尾氣．
（8）如果A增重了3.6g，理論上B、D共最大增重4.4g．

Answer 1

分析 根據(jù)氣體的制取方法、甲烷燃燒的化學(xué)方程式的書寫以及爆炸極限、有關(guān)物質(zhì)的性質(zhì)進(jìn)行分析解答即可．

解答 解：探究一
（1）實(shí)驗室用無水醋酸鈉與堿石灰兩種固體混合加熱制取甲烷，是固體加熱型反應(yīng)，故發(fā)生裝置應(yīng)選圖1中的A，故填：A；（2）圖1中裝置c可用于收集甲烷，說明甲烷難溶于水，故填：難溶于水．
探究二
（3）甲烷完全燃燒生成二氧化碳和水，故填：CH₄+2O₂$\frac{\underline{\;點(diǎn)燃\;}}{\;}$CO₂+2H₂O．
（4）根據(jù)表格提供的數(shù)據(jù)可以看出，甲烷在混合氣體中的體積分?jǐn)?shù)在5.5%～14.5%之間容易爆炸，故選B；
（5）干冰升華的過程中吸收熱量，能降低溫度，且二氧化碳能起到隔絕氧氣的作用，故填：降低溫度、隔絕氧氣．
探究三
（6）觀察裝置A質(zhì)量變大，說明生成了水，B、D澄清石灰水變渾濁，說明生成了二氧化碳，C黑色粉末變成紅色，說明是一氧化碳還原氧化銅，生成了一氧化碳，故填：C；
（7）裝置D中氣球的作用是收集尾氣，防止污染空氣，故填：收集尾氣．
（8）如果A增重了3.6g，說明生成水的質(zhì)量為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，故生成二氧化碳的質(zhì)量為：1.2g$÷\frac{12}{44}$=4.4g，故理論上B、D共最大增重4.4g，故填：4.4．

點(diǎn)評 掌握有關(guān)甲烷的實(shí)驗室制取以及有關(guān)的性質(zhì)是正確解答本題的關(guān)鍵．