Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室用無(wú)水乙酸鈉和堿石灰混合制甲烷：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3，

為了探究甲烷的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，B裝置中的試劑為溴水或酸性KMnO4溶液，一段時(shí)間后，無(wú)水硫酸銅變藍(lán)，澄清石灰水變渾濁。所需裝置如圖(部分夾持儀器已略去)：

（1）寫(xiě)出H裝置中反應(yīng)的離子方程式：__。

（2）C裝置中的試劑為__，作用是__。

（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得消耗的CH4和CuO的質(zhì)量比為1：20，則D中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為__。

（4）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前，先在G裝置的大試管上套上黑色紙?zhí)祝�反�?yīng)結(jié)束后，取下黑色紙?zhí)�，使收集滿(mǎn)氣體的試管置于光亮處緩慢反應(yīng)一段時(shí)間，觀(guān)察到的現(xiàn)象有：①試管中有少量白霧；②導(dǎo)管內(nèi)液面上升；③__；④___。

（5）有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法，正確的是__(填字母)。

A.若B裝置中的試劑是溴水，溴水無(wú)明顯變化，說(shuō)明CH4不能與鹵素單質(zhì)反應(yīng)

B.若B裝置中是酸性高錳酸鉀溶液，溶液無(wú)明顯變化，說(shuō)明通常情況下甲烷難以被強(qiáng)氧化劑氧化

C.硬質(zhì)玻璃管中的黑色固體粉末變紅，說(shuō)明甲烷具有氧化性

D.G裝置的大試管取下黑色紙?zhí)缀螅�光照�?qiáng)度越大，CH4與Cl2越易發(fā)生取代反應(yīng)

（6）實(shí)驗(yàn)室還可用碳化鋁(Al4C3)固體與H2O反應(yīng)制備甲烷，寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式：__。

Answer 1

【答案】2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O或ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O 濃硫酸 干燥甲烷 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺 試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn) B Al4C3+12H2O=4Al(OH)3+3CH4↑

【解析】

A中進(jìn)行反應(yīng)制取CH4，B中溴水或KMnO4，進(jìn)行CH4的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；D中CH4與CuO反應(yīng)充分被氧化，生成CO2和H2O；無(wú)水硫酸銅，用于檢驗(yàn)水，為了防止通過(guò)B裝置時(shí)，引入H2O的雜質(zhì)會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，因此C為干燥裝置，裝有濃硫酸；澄清石灰石用于檢驗(yàn)CO2，在G中的大試管中進(jìn)行，CH4和Cl2的取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。

(1)裝置H是一個(gè)固體和液體不加熱反應(yīng)制氯氣的裝置，故可以選用酸性高錳酸鉀、重鉻酸鉀、次氯酸鈣等和濃鹽酸反應(yīng)，離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O或ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O等。

(2)D中盛放的是氧化銅，所以C裝置的作用是干燥甲烷，由于是洗氣瓶，只能選用濃硫酸；

(3)實(shí)驗(yàn)消耗甲烷和氧化銅質(zhì)量比為，即物質(zhì)的量比為，根據(jù)原子守恒可得化學(xué)方程式為CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；

(4)在自然光照射下，甲烷能與氯氣反應(yīng)，生成HCl、、、、，由于HCl極易溶于水，故可看到導(dǎo)管內(nèi)液面上升，試管口產(chǎn)生白霧，試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺，試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)等現(xiàn)象；

(5)A項(xiàng)，甲烷和溴水不反應(yīng)，但是甲烷和氯氣、溴蒸氣等在光照條件下可發(fā)生取代反應(yīng)，錯(cuò)誤；

B項(xiàng)，甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑一般都不能反應(yīng)，正確；

C項(xiàng)，玻璃管中固體粉末由黑變紅，說(shuō)明氧化銅被還原，體現(xiàn)了甲烷的還原性，錯(cuò)誤；

D項(xiàng)，光線(xiàn)太強(qiáng)，反應(yīng)劇烈可能會(huì)產(chǎn)生爆炸等安全事故，錯(cuò)誤；

綜上B正確；

(6)依題意，碳化鋁和水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷，因此可寫(xiě)出對(duì)應(yīng)方程式為。