【題目】甲烷在加熱條件下可還原氧化銅,氣體產(chǎn)物除水蒸氣外,還有碳的氧化物。某化學小組利用如圖裝置探究其反應產(chǎn)物。

[查閱資料]

CO能與銀氨溶液反應:CO+2[Ag(NH3)2]+2OH===2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3

Cu2O為紅色,不與Ag反應,能發(fā)生反應:Cu2O+2H=Cu2+Cu+H2O

(1)裝置A中反應的化學方程式為________________________________________。

(2)按氣流方向各裝置從左到右的連接順序為A→____________。(填字母編號,裝置不重復使用)

(3)實驗中滴加稀鹽酸的操作為____________________________________。

(4)已知氣體產(chǎn)物中含有CO,則裝置C中可觀察到的現(xiàn)象是____________________;裝置F的作用為_____________________。

(5)當反應結(jié)束后,裝置D處試管中固體全部變?yōu)榧t色。

①設計實驗證明紅色固體中含有Cu2O:___________________________________________

②為了證明紅色固體中是否含有Cu,甲同學設計如下實驗:向少量紅色固體中加入適量0.1mol/L AgNO3溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變藍,據(jù)此判斷紅色固體中含有Cu。乙同學認為該方案不合理,欲證明甲同學的結(jié)論,還需增加如下對比實驗,完成表中內(nèi)容。

實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)

預期現(xiàn)象和結(jié)論

______________

若觀察到溶液不變藍,則證明紅色固體中含有Cu;若觀察到溶液變藍,則不能證明紅色固體中含有Cu

【答案】Al4C3 + 12HCl ====3CH4↑ + 4AlCl3F→D→B→E→C→G先打開分液漏斗上方玻璃塞(或讓玻璃塞小孔與分液漏斗通氣孔對齊),再打開下方活塞,使稀鹽酸緩慢滴下試管底部有黑色固體生成(或試管內(nèi)有銀鏡生成除去甲烷氣體中混有的HCl氣體和水蒸氣取少量紅色固體,加入適量稀硫酸,若溶液變?yōu)樗{色,則證明紅色固體中含有Cu2O取少量純凈Cu2O固體于試管中,加入適量0.1 mol·L1AgNO3溶液

【解析】

裝置A中反應是稀鹽酸和Al4C3反應生成氯化鋁和甲烷,甲烷在加熱條件下可還原氧化銅,氣體產(chǎn)物除水蒸氣外,還有碳的氧化物,生成的甲烷氣體通過裝置F吸收混有的氯化氫,干燥氣體,通過裝置D加熱還原氧化銅,通過裝置B檢驗生成的水蒸氣,通過裝置E檢驗吸收生成產(chǎn)物二氧化碳,通過裝置C中銀氨溶液驗證一氧化碳,CO能與銀氨溶液反應:CO+2[Ag(NH3)2]+2OH===2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3,最后用排水法吸收和收集尾氣。

1)裝置A中反應是稀鹽酸和Al4C3反應生成氯化鋁和甲烷,反應的化學方程式為:Al4C3+12HCl=3CH4 ↑+4AlCl3,故答案為:Al4C3+12HCl=3CH4 ↑+4AlCl3;

2)裝置A中反應是稀鹽酸和Al4C3反應生成氯化鋁和甲烷,甲烷在加熱條件下可還原氧化銅,氣體產(chǎn)物除水蒸氣外,還有碳的氧化物,生成的甲烷氣體通過裝置F干燥,通過裝置D加熱還原氧化銅,通過裝置B檢驗生成的水蒸氣,通過裝置E檢驗吸收生成產(chǎn)物二氧化碳,通過裝置C中銀氨溶液驗證一氧化碳,CO能與銀氨溶液反應:CO+2[Ag(NH3)2]+2OH===2Ag↓+2NH4++CO32-+2NH3,最后用排水法吸收和收集氣體,按氣流方向各裝置從左到右的連接順序為A→F→D→B→E→C→G,故答案為:F→D→B→E→C→G

3)實驗中滴加稀鹽酸的操作是:先打開分液漏斗上口的玻璃塞(或先將分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔),再將分液漏斗下面的旋塞打開,使稀鹽酸緩慢滴下,故答案為:先打開分液漏斗上口的玻璃塞(或先將分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔),再將分液漏斗下面的旋塞打開,使稀鹽酸緩慢滴下;

4)氣體含有一氧化碳,C中銀氨溶液被一氧化碳還原生成銀單質(zhì),試管內(nèi)有黑色固體生成,F是除去甲烷中雜質(zhì)氣體氯化氫和水蒸氣,故答案為:試管內(nèi)有黑色固體生成;除去甲烷中的HClH2O;

5)當反應結(jié)束后,裝置D處試管中固體全部變?yōu)榧t色,

①實驗證明紅色固體中含有Cu2O的方法為:取少量紅色固體,加入適量稀硫酸,若溶液變藍色,說明含銅離子,則證明含Cu2O,故答案為:取少量紅色固體,加入適量稀硫酸,若溶液變藍色,則證明含Cu2O

②欲證明紅色固體中是否含有Cu,甲同學設計如下實驗:向少量紅色固體中加入適量的0.1mol/LAgNO3溶液,發(fā)現(xiàn)溶液變藍,據(jù)此判斷紅色固體中含有Cu。乙同學認為該方案不合理,欲證明甲同學的結(jié)論,還需要增加對比實驗:取少量的Cu2O固體于試管中,加入適量的0.1mol/LAgNO3溶液,若溶液不變藍,則可以排除紅色固體中氧化亞銅的干擾,證明其中含銅,故答案為:取少量的Cu2O固體于試管中,加入適量的0.1mol/LAgNO3溶液。

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