Question

（2011?內(nèi)江三模）四川省盛產(chǎn)天然氣．某研究小組研究甲烷被空氣催化氧化的規(guī)律．以下是研究報(bào)告的部份內(nèi)容，請(qǐng)你完成相關(guān)的內(nèi)容：
A、提出假設(shè)．反應(yīng)產(chǎn)物可能有：
猜想①一氧化碳；猜想②甲醇；猜想③甲醛； 猜想④甲酸；猜想⑤水；猜想⑥炭；猜想⑦二氧化碳．
B、查閱資料．①RCHO遇強(qiáng)堿生成RCH₂OH和RC00H；②甲酸分子中含有醛基．
C、實(shí)驗(yàn)探究．
（一）主要藥品：略
（二）實(shí)驗(yàn)裝置：見下圖（鐵架臺(tái)、酒精燈未畫出），請(qǐng)?jiān)贒方框內(nèi)畫出裝有堿石灰的球形干燥管（含連接儀器）

實(shí)驗(yàn)操作：

序號(hào)	實(shí)驗(yàn)內(nèi)容要點(diǎn)	實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，	結(jié)論及解釋
（1）	加熱后，緩慢通氣體	E中澄清石灰水不變渾濁，G中澄清石灰水變渾濁	猜想 ① 成立
（2）	將D裝置取走，連接好其余裝置， 繼續(xù)反應(yīng)	觀察到E中澄清石灰水始終不 變渾濁	猜想 ⑦ 不成立
（3）	用pH試紙測(cè)C中混和物pH	pH試紙變?yōu)?!--BA--> 淺紅或是紅 色，pH=3	猜想④成立．
（4）	取C中適量混和液，滴加稍過(guò)量 碳酸氫鈉溶液蒸餾，取餾出物 ，再與銀氨溶液反應(yīng)	出現(xiàn)銀鏡	猜想③成立，銀鏡反應(yīng)離子方程式為 HCHO+2[Ag（NH3）2]++2OH- △ HCOO-+NH4++3NH3+H2O+2Ag
	…	…	…

交流與評(píng)價(jià)
I、研究小組甲、乙、丙、丁、戊五人有以下敘述，其中敘述正確的是

乙、丙、戊

．
甲、A裝置太復(fù)雜，用H裝置代替  
乙、A裝置雖復(fù)雜，但也不能用H裝置代替
丙、B裝置中的細(xì)長(zhǎng)鐵管內(nèi)，將催化劑分散在SiO₂中的主要目的是：增大氣體和催化劑的接觸面積，加快反應(yīng)速度
丁、猜想⑤是不需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明就成立的．
戊、在B和C置之間增加I裝置，昉止倒吸
II、B中自動(dòng)恒溫電加熱器可任設(shè)某一溫度，若再補(bǔ)充部份儀器，可研究

催化劑活性最強(qiáng)時(shí)的溫度或不同溫度下甲烷的妝化率或是不同溫度下的反應(yīng)速率或同溫度下不同催化劑的催化效果等

（任答一點(diǎn)）

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)操作：（1）一氧化碳不能使石灰水變渾濁，但是可以和氧化銅反應(yīng)生成能使石灰水變渾濁的二氧化碳；
（2）二氧化碳能使石灰水變渾濁；
（3）甲酸是一元弱酸，能使pH試紙變?yōu)闇\紅或是紅色；
（4）甲酸可以和碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)，醛能和銀氨溶液反應(yīng)生成銀鏡．
交流與評(píng)價(jià)：Ⅰ、甲、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據(jù)作用來(lái)選擇裝置；
 乙、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據(jù)作用來(lái)選擇裝置；
丙、催化劑能加快反應(yīng)速度，根據(jù)催化效果來(lái)判斷；
丁、猜想⑤需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明是否成立；
戊、I裝置是一個(gè)安全瓶，可以昉止倒吸．

解答：解：實(shí)驗(yàn)操作：（1）E加熱后，緩慢通氣體，E澄清石灰水不變渾濁，G中澄清石灰水變渾濁則說(shuō)明氣體中本身不含有二氧化碳，而一氧化碳不能使石灰水變渾濁，卻可以和氧化銅反應(yīng)生成能使石灰水變渾濁的二氧化碳，故答案為：①；
（2）將D裝置取走，連接好其余裝置，繼續(xù)反應(yīng)，觀察到E中澄清石灰水始終不變渾濁，二氧化碳能使石灰水變渾濁，則一定不含有二氧化碳，證明⑦一定不成立，故答案為：⑦；
（3）甲酸是一元弱酸，該酸能使pH試紙變?yōu)闇\紅或是紅色，故答案為：淺紅或是紅；
（4）甲酸可以和碳酸氫鈉發(fā)生反應(yīng)，除去甲酸可以用碳酸氫鈉，甲醛能和銀氨溶液反應(yīng)生成銀，即：HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag，故答案為：HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag，故答案為：碳酸氫鈉溶液蒸餾，取餾出物；HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag；
交流與評(píng)價(jià)：
Ⅰ、甲、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據(jù)作用來(lái)選擇裝置，A裝置太復(fù)雜，可以實(shí)現(xiàn)用空氣的二氧化碳處理，反應(yīng)物的充分混和等方面的作用，H裝置不能代替，故甲錯(cuò)誤；
 乙、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據(jù)作用來(lái)選擇裝置，A裝置雖復(fù)雜，但也不能用H裝置代替，故乙正確；
丙、催化劑能加快反應(yīng)速度，將催化劑分散在SiO₂中可以增大氣體和催化劑的接觸面積，故丙正確；
丁、猜想⑤需要經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)證明是否成立，現(xiàn)存數(shù)據(jù)無(wú)法說(shuō)明該猜想的結(jié)論，故丁錯(cuò)誤；
戊、I裝置是一個(gè)安全瓶，在B和C置之間增加I裝置，可以有效的昉止倒吸，故戊正確．
故答案為：乙、丙、戊；
Ⅱ、催化劑的催化活性受溫度的影響，每一種催化劑均有自己的催化效果最佳溫度，自動(dòng)恒溫電加熱器可任設(shè)某一溫度，再補(bǔ)充部份儀器，還可以研究催化劑活性最強(qiáng)時(shí)的溫度或不同溫度下甲烷的妝化率或是不同溫度下的反應(yīng)速率或同溫度下不同催化劑的催化效果等，
故答案為：催化劑活性最強(qiáng)時(shí)的溫度或不同溫度下甲烷的妝化率或是不同溫度下的反應(yīng)速率或同溫度下不同催化劑的催化效果等．

點(diǎn)評(píng)：本題是一道關(guān)于甲烷性質(zhì)的實(shí)驗(yàn)知識(shí)題目，要求學(xué)生具有分析和解決問題的能力，綜合性強(qiáng)，難度大．