Question

甲烷（CH₄）气体难溶于水，不与浓硫酸、硫酸铜、碱石灰（氢氧化钠和氧化钙的固体混合物）、澄清石灰水等起反应。甲烷具有还原性，在加热条件下与氧化铜发生反应，生成铜、水和二氧化碳。       

某化学小组为验证甲烷的组成，设计了如下图所示实验。 该实验装置气密性良好，实验中所用试剂均足量。

 

    已知装置 B、C、D、E中分别盛有浓硫酸、白色无水CuSO₄固体、碱石灰、澄清石灰水，而且已知白色无水CuSO₄固体遇水会变蓝色。

 （1）实验步骤：

      I．通人甲烷气体。

     Ⅱ．点燃酒精灯加热，反应一段时间后，停止加热。

     Ⅲ．继续通甲烷至玻璃管冷却。

 （2）有关现象：

      ①A中黑色固体变红色；②C中未见变蓝色；③E中未见出现浑浊。

 （3）有关数据：

	A中玻璃管及物质总质量/g	B装置及物质总质量/g	D装置及物质总质量/g
反应前	108.0	212.0	131.0
反应后	106.4	212.9	132.1

请回答下列问题：

 (1)实验室若用无水醋酸钠固体和碱石灰混合加热制取甲烷，则发生装置类型与        相同。

   A.用石灰石与稀盐酸制二氧化碳    B.用过氧化氢制氧气    C.用高锰酸钾制氧气

 (2)甲烷还原氧化铜的化学方程式为                                         。

 (3)实验过程中通入甲烷的作用各不相同。步骤 I 是                     ； 步骤Ⅱ 是还原氧化铜；步骤Ⅲ是                       。

 (4)请根据该实验数据列计算式，证明甲烷中不含氧元素。相关计算式为                。

Answer 1

(1) C  

    (2) CH₄+4CuO4Cu+2H₂O+CO₂

(3)排尽除去装置中的空气；将生成的气体全部排出，减小实验误差。

(4)108.0g-106.4g=（212.9g-212.0g）16/18 + (131.1g-131.0g)32/44