题目内容

15．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/gB装置及物质总质量/gD装置及物质总质量/g
反应前108.0212.0131.0
反应后106.4212.9132.1
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C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CH4+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+2H2O+CO2．
（3）实验过程中通入甲烷的作用各不相同．步骤Ⅰ是排尽除去装置中的空气； 步骤Ⅱ是还原氧化铜；步骤Ⅲ是将生成的气体全部排出，减小实验误差．
（4）请根据该实验数据列计算式，证明甲烷中不含氧元素．相关计算式为108.0g-106.4g=（212.9g-212．og）×$\frac{16}{18}$×100%+（131.1g-131.0g）×$\frac{32}{44}$×100%=1.6g．

分析 （1）根据反应物的状态和反应条件确定发生装置；
（2）根据甲烷还原氧化铜的反应，写出反应的化学方程式；
（3）步骤Ⅰ、根据甲烷是可燃性的气体与空气的混合气体在点燃时易发生爆炸分析回答；
步骤Ⅱ、根据装置中有残留的二氧化碳水蒸气等分析；
（4）根据生成的二氧化碳中氧元素的质量和生成的水中氧元素的质量等于氧化铜中氧元素的质量分析判断．

解答 解：（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，属于加热固体制取气体，发生装置类型与用高锰酸钾制氧气相同．
（2）由题意可知，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，反应的化学方程式是：CH4+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+2H2O+CO2．
（3）实验过程中通入甲烷的作用各不相同．由于甲烷是可燃性的气体与空气的混合气体在点燃时易发生爆炸，所以步骤Ⅰ通入甲烷的作用是排尽除去装置中的空气； 由于反应完后的装置中有残留的二氧化碳、水蒸气，所以步骤Ⅱ中通入甲烷的作用是将生成的气体全部排出，减小实验误差．
（4）由A中玻璃管及物质总质量可知，减少的质量就是氧元素的质量为：108.0g-106.4g=1.6g，
生成的二氧化碳和水中氧元素的质量为：（212.9g-212．og）×$\frac{16}{18}$×100%+（131.1g-131.0g）×$\frac{32}{44}$×100%=1.6g，所以甲烷中不含有氧元素．
故答为：（1）C；（2）CH4+4CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$4Cu+2H2O+CO2；（3）排尽除去装置中的空气；将生成的气体全部排出，减小实验误差；（4）108.0g-106.4g=（212.9g-212．og）×$\frac{16}{18}$×100%+（131.1g-131.0g）×$\frac{32}{44}$×100%=1.6g．

点评 本题以实验探究的形式考查常见甲烷、二氧化碳和水蒸气的性质，同学们要具有综合的化学知识才能做好此题．

练习册系列答案
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5．如图为某反应的微观示意图，其中“”和“”表示不同元素的原子．下列说法正确的是（　　）
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关于该实验，有如下说法：①实验时滤纸包要用少量水润湿；②安装气球有助于实验安全；③白磷要足量且熄灭即可打开弹簧夹；④实验后滤纸包中可观察到有红色固体；⑤实验证明化学反应中不是只有氧化反应才放热；⑥两个实验均能证明空气是混合物且其中约含$\frac{1}{5}$体积的氧气．其中正确说法的个数有（　　）
A．2个B．3个C．4个D．5个
3．下列现象时，物质发生了化学变化的是（　　）
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10．20℃时，将等质量的甲、乙固体（不含结晶水），分别加入到盛有100g水的烧杯中，充分搅拌后现象如图1，加热到50℃时现象如图2（不考虑水分蒸发），甲、乙固体的溶解度曲线如图

（1）图中一定饱和的是A溶液（请用字母填空）；一定不饱和的是D溶液（请用字母填空）；
（2）图中溶质质量分数最小的是A（请用字母填空）
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11．据2015年4月6日福建漳州的古雷PX项目发生爆炸，中国的PX项目再次被“妖魔化”，导致国人闻之色变．PX是“对二甲苯”的英文缩写，化学式是C8H10，PX究竟是一种什么样的物质？是否像舆论所说的如此可怕？请阅读下列信息：
PX的性质：（1）无色透明液体；（2）熔点13.2℃、沸点138.5℃；
（3）密度0.86g/cm3；（4）有芳香气味；（5）可燃；（6）有挥发性，但比汽油低；（7）低毒，毒性与汽油相当；在致癌性上，按国际惯例属于第三类致癌物，即缺乏证据证明其具有致癌性；（8）遇火可爆炸，但爆炸性比汽油低（爆炸极限为1.1%～7.0%）．
PX的用途；化学工业的重要原料，用于纺织、塑料、建材、医药、农药等方面，如雪纺衣服、尼龙绳、塑料保鲜盒和保鲜袋等，涉及到衣食住行的方方面面．目前，我国每年需要PX1500万吨，而产量仅为800万吨，还需要进口700吨；PX的价格与供应掌握在外国人手里．有趣的是，在游戏活动中，很多市民戴的口罩、穿的服装都是用PX做的．
根据上述信息，请你回答下列问题：
（1）根据物质的组成对PX分类，它属于有机物．
（2）上资料中属于PX物理性质的是①②③④⑥（填性质代号）；
（3）根据PX的性质，从防止环境污染和安全的角度，应如何保存和储运PX？密封保存、严禁烟火
（4）试写出PX在空气中完全燃烧反应的化学方程式2C8H10+21O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$16CO2+10H2O
（5）对于PX项目的利与弊，请从PX的性质、变化和用途的角度谈谈你的看法：利大于弊：
从PX性质看，具有可燃性，爆炸性比汽油低，毒性与汽油相当，对人体危害小；
从燃烧产物看，PX燃烧产物是水和二氧化碳，对环境几乎没有危害；
从PX用途看，应用广泛，能够提高人们的生活质量，经济和社会价值显著．．
8．表示的一些物质或概念间的从属关系中错误的是（　　）
XYZ
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9．某同学在化学学习档案中总结了如下规律：①燃烧一定要用火去点燃；②原子中质子数不一定等于中子数；③由同种元素组成的物质一定是纯净物；④化学反应前后物质质量一定不变．其中有引起说法不正确，请指出并填写表．
错误说法的序号驳斥错误观点的事例或方法

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