Question

【題目】天燃?xì)馐且环N比較清潔的化石能源，主要成分為甲烷�，F(xiàn)對(duì)甲烷的制取、性質(zhì)、應(yīng)用做一下研究，請(qǐng)回答相關(guān)問題。

（制取研究）

查閱資料得知：①通常情況下，甲烷是一種無色無味難溶于水的氣體，密度比空氣��；

②實(shí)驗(yàn)室常用無水醋酸鈉（CH3COONa）和堿石灰（發(fā)生反應(yīng)的是其中的氫氧化鈉）兩種固體藥品，研磨均勻混合，通過加熱制取甲烷，同時(shí)還生成碳酸鈉。

在實(shí)驗(yàn)室中：

（1）可用于制取甲烷的發(fā)生裝置為_____（填字母）。

（2）可用于收集甲烷的裝置為_____（填字母）。

（3）制取甲烷的化學(xué)方程式：_____。

（性質(zhì)研究）

用裝置F收集了一瓶純凈的甲烷氣體，在裝置G中進(jìn)行燃燒實(shí)驗(yàn)。

（4）可用水將F中氣體壓出，通入G中，那么，水應(yīng)從_____端（填“a”或“b”）注入。

（5）點(diǎn)燃后，燒杯內(nèi)壁看到的現(xiàn)象是_____，同時(shí)還生成二氧化碳?xì)怏w，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明：_____。

（應(yīng)用研究）

尿素[CO（NH2）2]是一種常用氮肥。下圖是利用甲烷制尿素的主要流程：

（6）設(shè)備Ⅰ中分離氮?dú)夂脱鯕獾倪^程發(fā)生了_____（填“物理變化”或“化學(xué)變化”）。

（7）設(shè)備Ⅲ中產(chǎn)生并分離開CO2和H2，進(jìn)入下一設(shè)備使用，依據(jù)流程圖可判斷進(jìn)入設(shè)備Ⅵ的是_____。

（8）設(shè)備Ⅴ中的氣體，可以循環(huán)利用的是_____。

Answer 1

【答案】B D或E CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑ b 燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn) 取下燒杯迅速向燒杯中倒入澄清的石灰水并振蕩，看到澄清的石灰水變渾濁，則證明有二氧化碳生成 物理變化 CO2 氫氣

【解析】

（1）發(fā)生裝置選擇的依據(jù)是反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，實(shí)驗(yàn)室制取甲烷用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固體藥品，通過加熱制取的，所以應(yīng)選B裝置；

（2）收集裝置的選擇需要考慮制取氣體的密度、溶解性等，甲烷是難溶于水，密度比空氣小，因而可用向下排空氣法或排水法，收集裝置可選用D或E；

（3）根據(jù)提給信息制取甲烷的反應(yīng)物為醋酸鈉和氫氧化鈉，生成物為甲烷和碳酸鈉，反應(yīng)條件為加熱，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CH3COONa+NaOHNa2CO3+CH4↑；

（4）甲烷難溶于水，密度小于水，若用水將F中氣體壓出，通入G中，那么，水應(yīng)從b端；

（5）甲烷燃燒會(huì)生成水，并放出大量的熱，用一燒杯倒扣在火焰的上方，則生成的水蒸氣遇冷冷凝在燒杯內(nèi)壁，所以會(huì)看到燒杯內(nèi)壁有水霧或小水珠出現(xiàn)，同時(shí)生成二氧化碳，因?yàn)槎�氧化碳的密度比空氣大且能使澄清的石灰水變渾濁，檢驗(yàn)同時(shí)還生成二氧化碳?xì)怏w的方法是取下燒杯迅速向燒杯中倒入澄清的石灰水并振蕩，看到澄清的石灰水變渾濁，則證明有二氧化碳生成；

（6）根據(jù)設(shè)備Ⅰ中的變化可知，只是把空氣中的氮?dú)夂脱鯕夥蛛x，沒有新的物質(zhì)生成，所以是物理變化；

（7））設(shè)備Ⅲ中產(chǎn)生并分離開CO2 和H2 ，進(jìn)入下一設(shè)備使用，依據(jù)流程圖可判斷設(shè)備 Ⅵ是產(chǎn)生尿素的，由質(zhì)量守恒定律可知，進(jìn)入設(shè)備Ⅵ是二氧化碳，分離開的氫氣進(jìn)入設(shè)備Ⅳ，與氮?dú)夥磻?yīng)合成氨氣，氨氣進(jìn)入設(shè)備Ⅵ與二氧化碳合成尿素；

（8）設(shè)備Ⅴ是氨分離設(shè)備，進(jìn)入的氣體是氨氣、氮?dú)夂蜌錃�，從流程圖可以看出分離出的進(jìn)入設(shè)備 Ⅵ，氫氣進(jìn)入設(shè)備Ⅳ，循環(huán)利用與氮?dú)庠谠O(shè)備Ⅳ中合成氨氣，因此可以循環(huán)利用的是氫氣。