Question

【題目】甲烷在加熱條件下可還原氧化銅，氣體產物除水蒸氣外，還有碳的氧化物。某化學小組利用如圖裝置探究其反應產物。

[查閱資料]

①CO能與銀氨溶液反應：CO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－===2Ag↓＋2NH4+＋CO32-＋2NH3

②Cu2O為紅色，不與Ag＋反應，能發生反應：Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O

（1）裝置A中反應的化學方程式為________________________________________。

（2）按氣流方向各裝置從左到右的連接順序為A→____________。(填字母編號，裝置不重復使用)

（3）實驗中滴加稀鹽酸的操作為____________________________________。

（4）已知氣體產物中含有CO，則裝置C中可觀察到的現象是____________________；裝置F的作用為_____________________。

（5）當反應結束后，裝置D處試管中固體全部變為紅色。

①設計實驗證明紅色固體中含有Cu2O：___________________________________________。

②為了證明紅色固體中是否含有Cu，甲同學設計如下實驗：向少量紅色固體中加入適量0.1mol/L AgNO3溶液，發現溶液變藍，據此判斷紅色固體中含有Cu。乙同學認為該方案不合理，欲證明甲同學的結論，還需增加如下對比實驗，完成表中內容。

實驗步驟(不要求寫出具體操作過程)	預期現象和結論
______________	若觀察到溶液不變藍，則證明紅色固體中含有Cu；若觀察到溶液變藍，則不能證明紅色固體中含有Cu

Answer 1

【答案】Al4C3 + 12HCl ====3CH4↑ + 4AlCl3F→D→B→E→C→G先打開分液漏斗上方玻璃塞（或讓玻璃塞小孔與分液漏斗通氣孔對齊），再打開下方活塞，使稀鹽酸緩慢滴下試管底部有黑色固體生成（或試管內有銀鏡生成）除去甲烷氣體中混有的HCl氣體和水蒸氣取少量紅色固體，加入適量稀硫酸，若溶液變為藍色，則證明紅色固體中含有Cu2O取少量純凈Cu2O固體于試管中，加入適量0.1 mol·L－1AgNO3溶液

【解析】

裝置A中反應是稀鹽酸和Al4C3反應生成氯化鋁和甲烷，甲烷在加熱條件下可還原氧化銅，氣體產物除水蒸氣外，還有碳的氧化物，生成的甲烷氣體通過裝置F吸收混有的氯化氫，干燥氣體，通過裝置D加熱還原氧化銅，通過裝置B檢驗生成的水蒸氣，通過裝置E檢驗吸收生成產物二氧化碳，通過裝置C中銀氨溶液驗證一氧化碳，CO能與銀氨溶液反應：CO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－===2Ag↓＋2NH4+＋CO32-＋2NH3，最后用排水法吸收和收集尾氣。

（1）裝置A中反應是稀鹽酸和Al4C3反應生成氯化鋁和甲烷，反應的化學方程式為：Al4C3+12HCl=3CH4 ↑+4AlCl3，故答案為：Al4C3+12HCl=3CH4 ↑+4AlCl3；

（2）裝置A中反應是稀鹽酸和Al4C3反應生成氯化鋁和甲烷，甲烷在加熱條件下可還原氧化銅，氣體產物除水蒸氣外，還有碳的氧化物，生成的甲烷氣體通過裝置F干燥，通過裝置D加熱還原氧化銅，通過裝置B檢驗生成的水蒸氣，通過裝置E檢驗吸收生成產物二氧化碳，通過裝置C中銀氨溶液驗證一氧化碳，CO能與銀氨溶液反應：CO＋2[Ag(NH3)2]＋＋2OH－===2Ag↓＋2NH4+＋CO32-＋2NH3，最后用排水法吸收和收集氣體，按氣流方向各裝置從左到右的連接順序為A→F→D→B→E→C→G，故答案為：F→D→B→E→C→G；

（3）實驗中滴加稀鹽酸的操作是：先打開分液漏斗上口的玻璃塞（或先將分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔），再將分液漏斗下面的旋塞打開，使稀鹽酸緩慢滴下，故答案為：先打開分液漏斗上口的玻璃塞（或先將分液漏斗上口的玻璃塞上的凹槽對準漏斗上的小孔），再將分液漏斗下面的旋塞打開，使稀鹽酸緩慢滴下；

（4）氣體含有一氧化碳，C中銀氨溶液被一氧化碳還原生成銀單質，試管內有黑色固體生成，F是除去甲烷中雜質氣體氯化氫和水蒸氣，故答案為：試管內有黑色固體生成；除去甲烷中的HCl和H2O；

（5）當反應結束后，裝置D處試管中固體全部變為紅色，

①實驗證明紅色固體中含有Cu2O的方法為：取少量紅色固體，加入適量稀硫酸，若溶液變藍色，說明含銅離子，則證明含Cu2O，故答案為：取少量紅色固體，加入適量稀硫酸，若溶液變藍色，則證明含Cu2O；

②欲證明紅色固體中是否含有Cu，甲同學設計如下實驗：向少量紅色固體中加入適量的0.1mol/LAgNO3溶液，發現溶液變藍，據此判斷紅色固體中含有Cu。乙同學認為該方案不合理，欲證明甲同學的結論，還需要增加對比實驗：取少量的Cu2O固體于試管中，加入適量的0.1mol/LAgNO3溶液，若溶液不變藍，則可以排除紅色固體中氧化亞銅的干擾，證明其中含銅，故答案為：取少量的Cu2O固體于試管中，加入適量的0.1mol/LAgNO3溶液。