题目内容

4．实验室用无水乙酸钠和碱石灰混合制甲烷：CH3COONa+NaOH$→_{△}^{CaO}$CH4+NaCO2，为了探究甲烷的化学性质，进行了一下实验，B装置中的试剂为溴水或酸性 KMnO4溶液，一段时间后，无水硫酸铜变蓝，澄清石灰水浑浊．所需装置如图（部分夹持仪器已略去）：

（1）写出H装置中反应的离子方程式：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
（2）C装置中的试剂为浓硫酸，作用是干燥甲烷
（3）实验测得消耗的CH4和CuO的质量比为1：20，则D中硬质玻璃管内发生反应的化学方程式：CH4+4CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO2+2H2O
（4）实验开始前，先在G装置的大试管上套上黑色纸套，反应结束后，取下黑色纸套，使收集满气体的试管置于光亮处缓慢反应-段时间，观察到的现象有：
①试管中有少量白雾，②导管内液面上升，③试管内的气体颜色逐渐变浅，④试管内有油状液滴出现．
（5）有关该实验的说法，正确的是B （填字母）．
A．若b装置中的试剂是溴水，溴水无明显变化，说明CH4不能与卤家单质反应
B．B装B中是酸性高锰酸钾溶液，溶液无明显变化，说明通常情况下甲烷难以被强氧化剂氧化
C．硬质玻璃管中的黑色固体粉末变红，说明甲烷具有氧化性
D．G装置的大试管取下黑色紙套后，光照强度越大，CH4与Cl2越易发生取代反应
（6）实验室还可用碳化铝（Al4C2）固体与H2O反成制备出反应的化学方程式：Al4C2+12H2O=4Al（OH）3+3CH4↑．

分析 A装置为用无水乙酸钠和碱石灰混合制甲烷的装置，B装置中的试剂为溴水或酸性 KMnO4溶液，甲烷不与溴水或酸性高锰酸钾反应，故B中无明显现象，C装置干燥甲烷气体，故为浓硫酸，干燥的甲烷与氧化铜在D装置中反应，一段时间后，E中无水硫酸铜变蓝，F中澄清石灰水浑浊，说明生成了二氧化碳和水，则反应为：CH4+4CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO2+2H2O，G中为甲烷与氯气的光照取代反应，H为高锰酸钾与盐酸制备氯气的装置，据此分析解答．

解答 解：（1）H装置中为高锰酸钾与盐酸制备氯气的装置的反应，离子方程式为：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
故答案为：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
（2）分析可知C装置中为浓硫酸干燥甲烷气体；
故答案我为：浓硫酸；干燥甲烷；
（3）实验测得消耗的CH4和CuO的质量比为1：20，则CH4和CuO的物质的量之比为：$\frac{1}{16}$：$\frac{20}{80}$=1：4，E中无水硫酸铜变蓝，F中澄清石灰水浑浊，说明生成了二氧化碳和水，则反应为：CH4+4CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO2+2H2O；
故答案为：CH4+4CuO$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$4Cu+CO2+2H2O；
（4）G装置为甲烷与氯气的光照取代反应，生成氯代烃和氯化氢，试管中有少量白雾，试管内气体减少，外界大气压使导管内液面上升，试管内的气体颜色逐渐变浅，试管内有油状液滴氯代烃出现；
故答案为：试管内的气体颜色逐渐变浅；试管内有油状液滴出现；
（5）A．CH4能与卤单质光照取代反应，A错误，
B．B中是酸性高锰酸钾溶液，溶液无明显变化，说明通常情况下甲烷难以被强氧化剂氧化，B正确，
C．硬质玻璃管中的黑色固体粉末变红，说明甲烷具有还原性，C错误，
D．光照强度与取代反应发生的难易不完全成比例关系，而且光照太强可能引起气体爆炸，D错误，
故答案为：B；
（6）用碳化铝（Al4C2）固体与H2O反应制备出甲烷的化学方程式为：Al4C2+12H2O=4Al（OH）3+3CH4↑；
故答案为：Al4C2+12H2O=4Al（OH）3+3CH4↑．

点评 本题以甲烷与氯气的取代反应为载体考查了实验室制备甲烷、氯气的方法，熟悉反应原理及甲烷、氯气化学性质，及发生取代反应的实质是解题关键，题目难度中等．

练习册系列答案
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