Question

实验室用无水醋酸钠和碱石灰的混合固体加热制取CH₄气体．CH₄是天然气的主要成分，其密度比空气的小，极难溶于水，无毒，常温下化学性质稳定，在空气中燃烧生成二氧化碳和水，根据题意完成下列各题：

（1）实验室制取CH₄发生装置为

 

，收集较纯净的CH₄收集装置应选择

 

（2）按照（1）的方法收集CH₄完毕之后应注意

 

，理由是

 

（3）写出CH₄在空气中燃烧的化学方程式

 

（4）实验室在点燃CH₄前应先

 

，原因是

 

（5）标出CH₄中各元素的化合价

 

（6）实验室用双氧水制氧气，发生装置为

 

，收集装置可选择

 

（7）如果用图2所示装置收集CH₄气体，气体应从

 

端导入．（填“a”“b”）

Answer 1

考点：氧气的制取装置,氧气的收集方法,有关元素化合价的计算,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,氢气、一氧化碳、甲烷等可燃气体的验纯

专题：常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）实验室制取甲烷的方法属于固体加热型，故选发生装置A，收集较纯净的气体用排水法；
（2）据排水法收集气体的注意事项回答；
（3）据甲烷燃烧的反应原理书写方程式；
（4）可燃性气体点燃前须验纯，防止气体不纯与空气混合点燃发生爆炸；
（5）根据在化合物中正负化合价代数和为零进行解答；
（6）实验室用双氧水制氧气属于固液常温型，故选发生装置B，并据气体的密度和溶解性选择收集装置；
（7）甲烷密度比空气小，所以应从短管进气，长管便于排出空气．

解答：解：（1）实验室制取甲烷的方法属于固体加热型，故选发生装置A，甲烷极难溶于水，所以收集较纯净的甲烷可用排水法；
（2）利用加热固体的方法制取气体，排水法收集气体，收集完毕应先移导管后熄灯，防止水倒吸引起试管炸裂；
（3）甲烷在点燃条件下燃烧生成二氧化碳和水，反应的化学方程式为CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O；
（4）可燃性气体点燃前须验纯，防止气体不纯与空气混合点燃发生爆炸；
（5）甲烷中氢元素显+1价，设甲烷中碳元素的化合价是x，根据在化合物中正负化合价代数和为零，可得：x+（+1）×4=0，则x=-4价；
（6）实验室用双氧水制氧气属于固液常温型，故选发生装置B，氧气的密度比空气大且不易溶于水，所以可用向上排空气法或排水法收集；
（7）甲烷密度比空气小，所以应从短管进气，将空气挤压到集气瓶底部，从长管排出；
故答案为：（1）A；C；
（2）要先将导管从水槽中移出来，然后熄灭酒精灯；防止试管内温度降低，水倒；
（3）CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O；
（4）检验气体的纯度；甲烷具有可燃性，与空气混合点燃可能发生爆炸；
（5）

-4+1

CH4

；
（6）B；C或D；
（7）b．

点评：本题难度不大，掌握装置选取的方法、注意事项、化学方程式的书写方法、利用化合价的原则计算指定元素的化合价等即可正确解答本题．