题目内容

8．天然气是一种重要的“非石油化”能源．其水合物是一种在高压、低温条件下由水和天然气形成的冰态物--可燃冰，主要分布在海底和陆地冻土带沉积物中．经勘探发现天然气水合物存储量巨大．请回答下列问题：
（1）甲烷--氧气燃料电池是将化学能能转化为电能能的装置．CH4在空气中燃烧时，将干冷的小烧杯罩在火焰上方，可观察到烧杯内壁有小水珠或水雾．
（2）CH4可合成多种无机物和有机物．研究CH4和CO2反应生成CO和H2，重大意义在
于减少CO2排放；我国科研人员首先发现CH4可直接分解获得C6H6和H2，其化学方程式为6CH4═C6H6+9H2．
（3）CH4与H2O（气）反应生成CO2、H2的化学方程式是CH4+2H2O（气）═CO2+4H2．
（4）天然气水合物中，水分子形成一种空间笼状结构，CH4和少量的N2、CO2等分子填入笼内的空隙中，无固定的化学计量关系．则天然气水合物属于混合物（填“纯净物”或“混合物”）．若某种天然气水合物中CH4存在的形式是CH4•5.75H2O，则两者质量比m（CH4）：m（H2O）为32：207．
（5）将天然气从其冰态物中分离出来，有下列3种方法：
①在一定温度下，降低压强使气体从水合物中分离出来；
②在一定压力下，升温蒸发使气体从水合物中分离出来；
③通过加入甲醇或盐类等物质，可降低水合物的凝固点．

分析 （1）燃料电池是把化学能转化成电能的装置；甲烷燃烧生成二氧化碳和水；
（2）控制二氧化碳在空气中含量的升高可以控制温室效应；根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式；
（3）根据反应物和生成物及其质量守恒定律可以书写化学方程式；
（4）根据物质的分类及两种物质质量比的计算方法分析；
（5）根据将天然气从其冰态物中分离的方法分析．

解答 解：（1）甲烷----氧气燃料电池是将化学能转化为电能的装置；甲烷在空气中燃烧时生成水，所以将干冷的小烧杯罩在火焰上方，可观察到烧杯内壁有水滴出现；
（2 ）CH4可合成多种无机物和有机物．研究CH4和CO2反应生成CO和H2，重大意义在于能减少二氧化碳的排放，减缓温室效应；CH4可直接分解获得C6H6和H2，化学方程式为：6CH4═C6H6+9H2；
（3）CH4与H2O（气）反应生成CO2、H2的化学方程式为：CH4+2H2O（气）═CO2+4H2；
（4）天然气水合物属于混合物；若某种天然气水合物中CH4存在的形式是CH4•5.75H2O，则两者质量比m（CH4）：m（H2O）为：（12+4）：（2+16）×5.75=32：207；
（5）将天然气从其冰态物中分离的方法有：①在一定温度下，降低压强使气体从水合物中分离出来；②在一定压力下，升温蒸发使气体从水合物中分离出来；
③通过加入甲醇或盐类等物质，可降低水合物的凝固点．
故答案为：（1）化学能；电能；小水珠或水雾；
（2）减少CO2排放、或减缓温室效应、或转化CO2；   6CH4═C6H6+9H2；
（3）CH4+2H2O（气）═CO2+4H2；
（4）混合物；   32：207；  （5）①降低压强；    ②升温蒸发；

点评 解答本题要掌握化学方程式的书写方法和能量转化等方面的知识，只有这样才能对相关方面的问题做出正确的判断．

练习册系列答案
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18．如图是甲、乙两种物质的溶解度曲线．下列说法正确的是（　　）
A．甲的溶解度大于乙的溶解度
B．t1℃时甲、乙两物质的饱和溶液中溶质质量相等
C．t2℃时等质量甲、乙两物质的饱和溶液降温至t1℃时，两溶液中溶质质量分数相等
D．氧气溶解度随温度变化的规律与图中的乙相似
19．下列各组物质，只用水作为试剂，不能鉴别开的是（　　）
A．CuSO4和Na2CO3B．NaCl和CaCO3C．NH4NO3和NaOHD．KCl和K2SO4
16．在不用酸碱指示剂的情况下，某兴趣小组的同学做完氢氧化钠与稀硫酸的中和反应实验后，对所得溶液中的溶质成分产生了兴趣，请你与他们一起进行以下探究．
【提出问题】溶液中的溶质有哪些物质？
【作出猜想】甲、乙、丙、丁四位同学分别作出了如下猜想：
甲同学：溶液中的溶质只有Na2SO4一种物质．
乙同学：溶液中的溶质有Na2SO4和硫酸两种物质．
丙同学：溶液中的溶质有Na2SO4和NaOH两种物质．
丁同学：溶液中的溶质有Na2SO4、NaOH和H2SO4三种物质．
【查阅资料】①Na2SO4溶液显中性．
②Al与强碱NaOH溶液反应生成偏铝酸钠（NaAlO2）和另外一种物质．
【实验验证】
实验操作实验现象实验结论
乙同学
实验		取中和反应后的溶液少许于试管中，将表面反复打磨后的铝片放入试管内的溶液中铝片逐渐溶解，并有大量气泡冒出，收集气体点燃，火焰呈淡蓝色乙同学
猜想成立
丙同学
实验		取中和反应后的溶液少许于试管中，向试管内滴加几滴无色酚酞试液无色溶液变成红色丙同学
猜想成立
【交流讨论】（1）戊同学根据所学化学知识和乙、丙两同学的实验现象，首先肯定甲、丁两同学的猜想都不成立，戊同学认为丁同学的猜想不成立的理由是NaOH和H2SO4因能发生反应，不能同时存在．经过进一步分析，戊同学认为乙同学的猜想也不成立，他的理由又是滴入酚酞试液后，溶液变红色，说明溶液呈碱性，溶液中不可能含有硫酸．该兴趣小组的同学经过充分讨论，一致认为丙同学的猜想成立．
（2）乙同学实验中铝片一定要反复打磨，除去表面的致密的保护膜，否则干扰实验现象和结论．
【总结反思】（1）在分析反应后所得物质的成分时，除考虑生成物外，还要考虑反应物是否有剩余．
（2）做氢氧化钠与稀硫酸反应实验时，可先向氢氧化钠溶液中逐滴滴加稀硫酸，边滴加
边振荡，然后用PH试纸（多次）测定反应后溶液的pH，当pH为7时停止滴加稀硫酸，就可控制反应后溶液中的溶质只有Na2SO4．用PH试纸测定溶液pH的方法是用玻璃棒蘸取溶液滴在PH试纸上，把试纸呈现的颜色与标准比色卡对照．
【拓展提高】（1）生活中能否用铝制品来盛放强碱性溶液？不能（选填“能”或“不能”）
（2）乙同学的实验中铝片与氢氧化钠溶液发生了反应，请写出铝与该溶液中的溶质和溶剂共同发生反应的化学方程式2Al+2NaOH+2H2O═2NaAlO2+3H2↑．
3．除去下列物质中的少量杂质，所选用试剂、操作方法均正确的是（　　）
选项物质杂质试剂操作方法
ACaCO3KNO3适量水溶解、过滤、洗涤、干燥
BKNO3NaCl适量水溶解、过滤、蒸发结晶
C白糖砂粒适量水溶解、过滤、洗涤
DNaClNa2CO3适量稀盐酸搅拌、蒸发结晶
A．AB．BC．CD．D
13．铝的元素符号是（　　）
A．ClB．Cl2C．AlD．AL
20．欲测定某氯化铵（只含硫酸铵杂质）样品中氯化铵的质量分数，甲、乙两位同学按下图所示的实验步骤进行实验：

（1）实验时，甲同学使用硝酸银溶液作试剂A，乙同学选用氯化钡溶液作试剂A．其中所选择的试剂A不合理的是甲同学．
（2）以下都是指正确使用试剂A时进行的实验：
①为进行称量、溶解、反应、过滤、洗涤沉淀的各项操作，准备了以下仪器：托盘天平与砝码、烧杯、过滤器、铁架台及附件、胶头滴管、量筒．其中还缺少的一件必备的玻璃仪器是玻璃棒．
②简述判断沉淀B是否洗净的方法往洗涤沉淀所得的液体中加入几滴硝酸银溶液，若无白色沉淀则洗净．
③若过滤所得沉淀未经洗涤即烘干称重，测得样品中氯化铵的质量分数将偏低（填“偏高”、“偏低”、“不变”）．
17．某无色废液样品中溶质可能含有Na2CO3和Na2SO4中的一种或两种，某化学小组同学为了确认溶质是什么，设计并进行如下探究活动：
【探究实验】
张南同学的实验：
取溶液样品少许（约试管容积的$\frac{1}{3}$）于试管中，向其中滴加几滴稀硝酸，溶液中有气泡产生，可确定有Na2CO3；而后向其中滴加几滴Ba（NO3）2溶液，出现白色沉淀，确定溶质还含有Na2SO4．请就此实验得出溶质含Na2SO4的结论做出评价不正确，加入的硝酸量过少，若只消耗了部分碳酸钠，加入硝酸钡产生白色沉淀，有可能是剩余碳酸钠与硝酸钡反应产生的白色沉淀，无法证明硫酸钠的存在．
小岗同学的实验：
取溶液样品少许（约试管容积的$\frac{1}{3}$）于试管中，向其中滴加足量稀盐酸，溶液中有气泡产生，反应的化学方程式是Na2CO3+2HCl═2NaCl+H2O+CO2↑；而后向其中滴加几滴BaCl2溶液，出现白色沉淀，确定溶质含有Na2CO3和Na2SO4．
【反思与总结】
反思一：废溶液随意倒进下水道，会对环境造成污染，若要把废溶液中的溶质Na2CO3都转化为Na2SO4，并得到Na2SO4晶体回收，要进行的操作是先向废液中加入适量的加入适量的稀硫酸，而后再进行蒸发（填操作名称）．
反思二：由上述实验总结，用化学实验的方法验证同一溶液中两种溶质存在时，不仅对所加试剂与被检验物质能发生反应，而且有明显的实验现象，还需要考虑所加试剂对另一种物质的检验不产生干扰，才能确认这两种物质的存在．
18．A-H是初中化学常见的物质，其相互转化关系如图所示，其中A是人体胃液中帮助消化的物质，B用于改良酸性土壤． 
（1）D的化学式为CaCl2．
（2）F能供给呼吸或支持燃烧，A转化为E的化学方程式为Fe+2HCl=FeCl2+H2↑，其反应基本类型属于置换反应；
B转化为H的化学方程式为Ca（OH）2+CO2=CaCO3↓+H2O． 该反应是否属于中和反应否；（填是或否）
（3）分别写出物质H的一种用途作补钙剂或建筑材料．

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