Question

【題目】甲烷（CH4）氣體難溶于水，不與濃硫酸、硫酸銅、堿石灰（氫氧化鈉和氧化鈣的固體混合物）、澄清石灰水等起反應．甲烷具有還原性，在加熱條件下與氧化銅發生反應，生成銅、水和二氧化碳． 某化學小組為驗證甲烷的組成，設計了如圖所示實驗． 該實驗裝置氣密性良好，實驗中所用試劑均足量．

已知裝置 B、C、D、E中分別盛有濃硫酸、白色無水CuSO4固體、堿石灰、澄清石灰水，而且已知白色無水CuSO4固體遇水會變藍色．
（1 ）實驗步驟：
Ⅰ．通人甲烷氣體．
Ⅱ．點燃酒精燈加熱，反應一段時間后，停止加熱．
Ⅲ．繼續通甲烷至玻璃管冷卻．
（2 ）有關現象：
①A中黑色固體變紅色；②C中未見變藍色；③E中未見出現渾濁．
（3 ）有關數據：

	A中玻璃管及物質總質量/g	B裝置及物質總質量/g	D裝置及物質總質量/g
反應前	108.0	212.0	131.0
反應后	106.4	212.9	132.1

請回答下列問題：
（1）實驗室若用無水醋酸鈉固體和堿石灰混合加熱制取甲烷，則發生裝置類型與相同．
A.用石灰石與稀鹽酸制二氧化碳
B.用過氧化氫制氧氣
C.用高錳酸鉀制氧氣
（2）甲烷還原氧化銅的化學方程式為 ．
（3）實驗過程中通入甲烷的作用各不相同．步驟Ⅰ是； 步驟Ⅱ是還原氧化銅；步驟Ⅲ是 ．
（4）請根據該實驗數據列計算式，證明甲烷中不含氧元素．相關計算式為 ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）CH4+4CuO 4Cu+2H2O+CO2
（3）排盡除去裝置中的空氣；將生成的氣體全部排出，減小實驗誤差
（4）108.0g﹣106.4g=（212.9g﹣212．og）× ×100%+（131.1g﹣131.0g）× ×100%=1.6g
【解析】解：（1）實驗室若用無水醋酸鈉固體和堿石灰混合加熱制取甲烷，屬于加熱固體制取氣體，發生裝置類型與用高錳酸鉀制氧氣相同．（2）由題意可知，甲烷具有還原性，在加熱條件下與氧化銅發生反應，生成銅、水和二氧化碳，反應的化學方程式是：CH4+4CuO 4Cu+2H2O+CO2 ． （3）實驗過程中通入甲烷的作用各不相同．由于甲烷是可燃性的氣體與空氣的混合氣體在點燃時易發生爆炸，所以步驟Ⅰ通入甲烷的作用是排盡除去裝置中的空氣； 由于反應完后的裝置中有殘留的二氧化碳、水蒸氣，所以步驟Ⅱ中通入甲烷的作用是將生成的氣體全部排出，減小實驗誤差．（4）由A中玻璃管及物質總質量可知，減少的質量就是氧元素的質量為：108.0g﹣106.4g=1.6g， 生成的二氧化碳和水中氧元素的質量為：（212.9g﹣212．og）× ×100%+（131.1g﹣131.0g）× ×100%=1.6g，所以甲烷中不含有氧元素．
故答為：（1）C；（2）CH4+4CuO 4Cu+2H2O+CO2；（3）排盡除去裝置中的空氣；將生成的氣體全部排出，減小實驗誤差；（4）108.0g﹣106.4g=（212.9g﹣212．og）× ×100%+（131.1g﹣131.0g）× ×100%=1.6g．
【考點精析】通過靈活運用書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式，掌握注意：a、配平 b、條件 c、箭號即可以解答此題．