Question

人們使用天然氣（主要成分為甲烷）過程中要注意通風，如果氧氣不足會產(chǎn)生一氧化碳，使人中毒．某興趣小組在實驗室利用下列實驗裝置，在老師指導下制取氧氣和甲烷，并檢驗甲烷燃燒后的氣體產(chǎn)物．

（1）小王用無水醋酸鈉（化學式為CH₃COONa）和堿石灰固體混合加熱制取甲烷，發(fā)生裝置應選擇上圖中的

 

（填字母），并寫出無水醋酸鈉與堿石灰中的氫氧化鈉反應生成甲烷和碳酸鈉的化學方程式

 

．
（2）小李用一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的過氧化氫溶液和二氧化錳固體制取并收集一瓶干燥的氧氣，請從上面選擇裝置圖，正確的組裝順序為

 

．（填字母）
（3）下面是小張對甲烷在氧氣中燃燒后的氣體產(chǎn)物進行驗證的實驗．（假定每步均完全反應）
（溫馨提示：無水硫酸銅吸水后變藍，常用于吸收水和驗證水的存在；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如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中的

 

；
②完成實驗報告

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結論
將燃燒后的氣體產(chǎn)物進行驗證	甲中的白色固體變藍	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   、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)反應的化學方程式

③實驗結束，對相關裝置進行稱量（忽略空氣成分對實驗的干擾）：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

 

g，并寫出該實驗中甲烷燃燒的化學方程式

 

．

Answer 1

考點：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,常見氣體的檢驗與除雜方法,氣體的干燥（除水）,實驗室制取氧氣的反應原理,書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化,科學探究

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，常用于吸收水和驗證水的存在，因此甲裝置是檢驗水的，乙裝置質(zhì)量增加說明有二氧化碳生成，如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中有水生成，因為氫氧化鈉溶液中有水；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，結合乙裝置增重進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數(shù)比運用觀察法進行配平；據(jù)此解答．

解答：解：（1）用無水醋酸鈉（化學式為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生成甲烷和碳酸鈉；故答案為：A；CH₃COONa+NaOH

△   .

CH₄↑+Na₂CO₃；
（2）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；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；故答案為：CFD；
（3）由題目的信息可知：無水硫酸銅吸水后變藍，常用于吸收水和驗證水的存在，因此甲裝置是檢驗水的，乙裝置質(zhì)量增加說明有二氧化碳生成，如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中有水生成，因為氫氧化鈉溶液中有水；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×

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÷

4

16

=1.6g，則甲烷中碳元素的質(zhì)量=1.6g×

12

16

×100%=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×

12

44

×100%=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=

0.6g

12 28 ×100%

=1.4g，則生成的二氧化碳和一氧化碳的個數(shù)比=

2.2

44

：

1.4

28

=1：1，根據(jù)此結果進行配平即可．
故答案為：①H₂O； ②紅色變成黑色；Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂；③1.6；4CH₄+7O₂

點燃  .

2CO₂+2CO+8H₂O．

點評：本考點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，同時也考查了化學方程式的書寫和有關的計算等，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．本考點是中考的重要考點之一，主要出現(xiàn)在實驗題中．