题目内容

13．天然气和瓦斯的主要成份都是甲烷（CH4），某兴趣小组对甲烷进行如下探究：
探究一  甲烷的制取
（1）实验室用无水醋酸钠与碱石灰两种固体混合加热制取甲烷，发生装置应选图1中的A（填序号）．

（2）图1中装置c可用于收集甲烷，说明甲烷的性质是难溶于水．
探究二  甲烷的爆炸极限
甲烷可燃，若混入空气遇明火可能发生爆炸．取8份250mL混合气体（甲烷和空气），分别进行点火实验，
装置如图2所示，结果如下：（注“√”表示发生爆鸣，“×”表示未发生爆鸣）：
混合气体体积（mL）250250250250250250250250
甲烷占总体积（%）2.54.55.58.511.513.514.515.5
实验结果××√√√√√×
（3）写出甲烷完全燃烧的化学方程式：CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2+2H2O．
（4）下面是甲烷和空气组成的混合气体中甲烷的体积含量，从是否能够爆炸方面考虑，不安全的是B．
A．3%            B．12%            C．50%            D．80%
（5）有些煤矿在井下掘井时，要用到干冰，减少瓦斯爆炸事件的发生．如图3所示：

其中干冰的作用是降低温度、隔绝氧气．
探究三  甲烷不完全燃烧的产物
【查阅资料】浓硫酸会吸收水分，但不会吸收CO2和CO．
【实验探究】如图4进行实验

（6）观察装置A质量变大，B、D澄清石灰水变浑浊，C黑色粉末变成红色，由此推断甲烷不完全燃烧生成的产物是C．
A． H2O、CO2        B． H2O、CO       C． H2O、CO2、CO
（7）装置D中气球的作用是收集尾气．
（8）如果A增重了3.6g，理论上B、D共最大增重4.4g．

分析 根据气体的制取方法、甲烷燃烧的化学方程式的书写以及爆炸极限、有关物质的性质进行分析解答即可．

解答 解：探究一
（1）实验室用无水醋酸钠与碱石灰两种固体混合加热制取甲烷，是固体加热型反应，故发生装置应选图1中的A，故填：A；（2）图1中装置c可用于收集甲烷，说明甲烷难溶于水，故填：难溶于水．
探究二
（3）甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，故填：CH4+2O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$CO2+2H2O．
（4）根据表格提供的数据可以看出，甲烷在混合气体中的体积分数在5.5%～14.5%之间容易爆炸，故选B；
（5）干冰升华的过程中吸收热量，能降低温度，且二氧化碳能起到隔绝氧气的作用，故填：降低温度、隔绝氧气．
探究三
（6）观察装置A质量变大，说明生成了水，B、D澄清石灰水变浑浊，说明生成了二氧化碳，C黑色粉末变成红色，说明是一氧化碳还原氧化铜，生成了一氧化碳，故填：C；
（7）装置D中气球的作用是收集尾气，防止污染空气，故填：收集尾气．
（8）如果A增重了3.6g，说明生成水的质量为3.6g，水中氢元素的质量=3.6g×$\frac{2}{18}$=0.4g，根据质量守恒定律，甲烷中的氢元素也是0.4g，因此甲烷的质量=0.4g÷$\frac{4}{16}$=1.6g，则甲烷中碳元素的质量=1.6g×$\frac{12}{16}$=1.2g，故生成二氧化碳的质量为：1.2g$÷\frac{12}{44}$=4.4g，故理论上B、D共最大增重4.4g，故填：4.4．

点评 掌握有关甲烷的实验室制取以及有关的性质是正确解答本题的关键．

练习册系列答案
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11．美国两位科学家利用碘元素，借助放射学进行了“G蛋白偶联受体”研究，揭开了“细胞如何感知周围环境”之谜，获得了2012年诺贝尔化学奖．如图一是碘元素在元素周期表中的部分信息及碘原子的结构示意图．请回答：

（1）由图一可知碘元素的原子序数为53，碘元素的相对原子质量是126.9；
（2）如图3中微粒与碘元素化学性质相似的是B（填字母），该微粒的名称为氯原子．
4．实验桌上主要准备了下列仪器和药品：

（1）如图中仪器A的名称是锥形瓶（填字母代号）
A．氧气的制取  B．二氧化碳的制取
（2）制取该气体的反应原理为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑（用化学方程式表示）．
制取一瓶该气体，应选用的仪器有ABCE（填字母代号）．
（3）该实验的主要步骤为：组合装置→检查装置的气密性→加入药品→收集气体．
（4）利用上述气体发生装置还可以制取其他气体，请写出用该发生装置制取除二氧化碳外另一种气体的化学方程式：2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑．
（5）实验室制取气体时，选择发生装置主要考虑的因素是药品的状态、反应的条件．
1．过氧化钙晶体（CaO2•8H2O）较稳定，呈白色，微溶于水，广泛应用于环境杀菌、消毒．以贝壳为原料制备过氧化钙晶体流程如下：

（1）反应Y需控制温度在0～5℃，可将反应容器浸放在冰水混合物中；反应Y的化学方程式为CaO+H2O2+7H2O=CaO2•8H2O，该反应的类型为化合反应（填“化合”或“分解”）；将过氧化钙晶体与溶液分离的方法是过滤．
（2）获得的过氧化钙晶体中常含有Ca（OH）2杂质，可能的原因是氧化钙能与水反应生成氢氧化钙，而氢氧化钙微溶于水（之一即可），过氧化钙晶体（CaO2•8H2O）中H、O元素的质量比为1：10．
8．A、B、C、X、Y、Z是六种常见的化合物，其中，A 是一种含有钠元素的盐，B是大理石的主要成分，C常用来灭火．它们之间的转化关系如下图（部分产物略去）．

试根据实验过程和发生的现象做出判断，填写以下空白：
（1）A的化学式是Na2CO3；B的化学式是CaCO3；C的化学式是CO2．
（2）X溶液和Z溶液中，共同含有的离子是OH-（写离子符号）．
（3）反应③的化学方程式是H2SO4+2NaOH═Na2SO4+2H2O．反应⑤的化学方程式可能是CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑．
18．化学与生活息息相关．
（1）在氢气、氮气、一氧化碳、二氧化碳等物质中，能产生温室效应的是二氧化碳；常用
于食品包装中防腐的是氮气．
（2）写出碳单质的一种用途及其对应性质：用途冶炼金属，性质还原性．
5．正确的操作是试验成功的重要保证．
（1）现用50mL 量筒量取46mL 氯化钠溶液，请你在图中画出所取氯化钠溶液的液面．
（2）在过滤的操作中，需要的仪器除铁架台（含铁圈）、烧杯、漏斗，还需要玻璃棒；
过滤中要注意“一贴二低三靠”，“二低”中的其中“一低”是指滤纸边缘略低于漏斗边缘，这样操作的原因是防止滤液从漏斗外流出．
2．按图所示装置进行实验．将胶头滴管中的液体滴入瓶中，右侧U形管中滴有红墨水的液面发生明显变化，请根据U型管中液面会发生的变化情况，选择合适的固体和液体的组合，在下表的A、B、C、D空白处填空（从给出的①～⑤中选择相应序号填到表格里）．
①锌粒+稀硫酸   ②氢氧化钠+水  ③硝酸铵+水  ④氯化钠+水  ⑤生石灰+水
固体和液体组合U型管中液面变化
A①只是a处降低b处升高
B④液面没有明显变化
C③开始a处升高b处下降，后又回到原来的高度
D②⑤开始a处降低b处升高，后又回到原来的高度
3．下列各组物质，能在同一溶液里大量共存的是（　　）
A．Na2SO4、Ba（OH）2B．CuSO4、H2SO4、HNO3
C．FeCl3、NaOH、Ca（OH）2D．K2SO4、NaOH、NaCl

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