Question

7．2015年，某公司危险品仓库发生严重爆炸事故．该仓库中存放有氰化钠、甲苯二异氰酸酯和电石等危险化学品．其中，电石（用X表示）与水发生剧烈的化学反应     X+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑，生成的C₂H₂（乙炔）是一种难溶于水、密度比空气小的可燃性气体．

（1）电石的化学式为CaC₂；乙炔（C₂H₂）中碳元素的化合价为-1
（2）请解释电石与水可能发生爆炸的原因：电石与水发生剧烈的化学反应，产生的乙炔气体在有限的空间里，容易引起爆炸
（3）实验室用该反应制取乙炔气体，则可选用如图所示的发生装置是C，收集乙炔气体
的方法是排水法和向下排空气法收集
（4）设计实验方案证明乙炔中含有碳、氢两种元素点燃纯净的乙炔，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，烧杯壁上有水生成，证明有氢元素；把烧杯迅速倒转过来，倒入澄清的石灰水，振荡，石灰水变浑浊，证明有碳元素．

Answer 1

分析 X+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑中，根据质量守恒定律可知，等号两边的原子数目相等，X中有一个钙原子和两个碳原子，因此X是CaC₂；乙炔（C₂H₂）中碳元素的化合价为-1价；电石与水可能发生爆炸的原因：电石与水发生剧烈的化学反应，产生的乙炔气体在有限的空间里，容易引起爆炸；制取装置包括加热和不需加热两种，实验室用该反应制取乙炔气体，则可选用如图所示的发生装置是C，因为分液漏斗可以控制反应的速率；乙炔是一种难溶于水、密度比空气小的可燃性气体，因此乙炔可以用排水法和向下排空气法收集．设计实验方案证明乙炔中含有碳、氢两种元素：点燃纯净的乙炔，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，烧杯壁上有水生成，证明有氢元素；把烧杯迅速倒转过来，倒入澄清的石灰水，振荡，石灰水变浑浊，证明有碳元素．

解答 解：（1）X+2H₂O=Ca（OH）₂+C₂H₂↑中，根据质量守恒定律可知，等号两边的原子数目相等，X中有一个钙原子和两个碳原子，因此X是CaC₂；乙炔（C₂H₂）中碳元素的化合价为-1价；故答案为：CaC₂；-1；
（2）电石与水可能发生爆炸的原因：电石与水发生剧烈的化学反应，产生的乙炔气体在有限的空间里，容易引起爆炸；故答案为：电石与水发生剧烈的化学反应，产生的乙炔气体在有限的空间里，容易引起爆炸；
（3）实验室用该反应制取乙炔气体，则可选用如图所示的发生装置是C，因为分液漏斗可以控制反应的速率；乙炔是一种难溶于水、密度比空气小的可燃性气体，因此乙炔可以用排水法和向下排空气法收集；故答案为：C；排水法和向下排空气法收集；
（4）设计实验方案证明乙炔中含有碳、氢两种元素：点燃纯净的乙炔，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，烧杯壁上有水生成，证明有氢元素；把烧杯迅速倒转过来，倒入澄清的石灰水，振荡，石灰水变浑浊，证明有碳元素；故答案为：点燃纯净的乙炔，在火焰的上方罩一个干燥的烧杯，烧杯壁上有水生成，证明有氢元素；把烧杯迅速倒转过来，倒入澄清的石灰水，振荡，石灰水变浑浊，证明有碳元素；

点评 本考点主要考查了质量守恒定律、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了爆炸、实验设计等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．