Question

（2011?內江三模）四川省盛產天然氣．某研究小組研究甲烷被空氣催化氧化的規律．以下是研究報告的部份內容，請你完成相關的內容：
A、提出假設．反應產物可能有：
猜想①一氧化碳；猜想②甲醇；猜想③甲醛； 猜想④甲酸；猜想⑤水；猜想⑥炭；猜想⑦二氧化碳．
B、查閱資料．①RCHO遇強堿生成RCH₂OH和RC00H；②甲酸分子中含有醛基．
C、實驗探究．
（一）主要藥品：略
（二）實驗裝置：見下圖（鐵架臺、酒精燈未畫出），請在D方框內畫出裝有堿石灰的球形干燥管（含連接儀器）

實驗操作：

序號	實驗內容要點	實驗現象，	結論及解釋
（1）	加熱后，緩慢通氣體	E中澄清石灰水不變渾濁，G中澄清石灰水變渾濁	猜想 ① 成立
（2）	將D裝置取走，連接好其余裝置， 繼續反應	觀察到E中澄清石灰水始終不 變渾濁	猜想 ⑦ 不成立
（3）	用pH試紙測C中混和物pH	pH試紙變為 淺紅或是紅 色，pH=3	猜想④成立．
（4）	取C中適量混和液，滴加稍過量 碳酸氫鈉溶液蒸餾，取餾出物 ，再與銀氨溶液反應	出現銀鏡	猜想③成立，銀鏡反應離子方程式為 HCHO+2[Ag（NH3）2]++2OH- △ HCOO-+NH4++3NH3+H2O+2Ag
	…	…	…

交流與評價
I、研究小組甲、乙、丙、丁、戊五人有以下敘述，其中敘述正確的是

乙、丙、戊

．
甲、A裝置太復雜，用H裝置代替  
乙、A裝置雖復雜，但也不能用H裝置代替
丙、B裝置中的細長鐵管內，將催化劑分散在SiO₂中的主要目的是：增大氣體和催化劑的接觸面積，加快反應速度
丁、猜想⑤是不需要經過實驗證明就成立的．
戊、在B和C置之間增加I裝置，昉止倒吸
II、B中自動恒溫電加熱器可任設某一溫度，若再補充部份儀器，可研究

催化劑活性最強時的溫度或不同溫度下甲烷的妝化率或是不同溫度下的反應速率或同溫度下不同催化劑的催化效果等

（任答一點）

Answer 1

分析：實驗操作：（1）一氧化碳不能使石灰水變渾濁，但是可以和氧化銅反應生成能使石灰水變渾濁的二氧化碳；
（2）二氧化碳能使石灰水變渾濁；
（3）甲酸是一元弱酸，能使pH試紙變為淺紅或是紅色；
（4）甲酸可以和碳酸氫鈉發生反應，醛能和銀氨溶液反應生成銀鏡．
交流與評價：Ⅰ、甲、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據作用來選擇裝置；
 乙、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據作用來選擇裝置；
丙、催化劑能加快反應速度，根據催化效果來判斷；
丁、猜想⑤需要經過實驗證明是否成立；
戊、I裝置是一個安全瓶，可以昉止倒吸．

解答：解：實驗操作：（1）E加熱后，緩慢通氣體，E澄清石灰水不變渾濁，G中澄清石灰水變渾濁則說明氣體中本身不含有二氧化碳，而一氧化碳不能使石灰水變渾濁，卻可以和氧化銅反應生成能使石灰水變渾濁的二氧化碳，故答案為：①；
（2）將D裝置取走，連接好其余裝置，繼續反應，觀察到E中澄清石灰水始終不變渾濁，二氧化碳能使石灰水變渾濁，則一定不含有二氧化碳，證明⑦一定不成立，故答案為：⑦；
（3）甲酸是一元弱酸，該酸能使pH試紙變為淺紅或是紅色，故答案為：淺紅或是紅；
（4）甲酸可以和碳酸氫鈉發生反應，除去甲酸可以用碳酸氫鈉，甲醛能和銀氨溶液反應生成銀，即：HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag，故答案為：HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag，故答案為：碳酸氫鈉溶液蒸餾，取餾出物；HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag；
交流與評價：
Ⅰ、甲、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據作用來選擇裝置，A裝置太復雜，可以實現用空氣的二氧化碳處理，反應物的充分混和等方面的作用，H裝置不能代替，故甲錯誤；
 乙、A裝置和H裝置的用途不一樣，要根據作用來選擇裝置，A裝置雖復雜，但也不能用H裝置代替，故乙正確；
丙、催化劑能加快反應速度，將催化劑分散在SiO₂中可以增大氣體和催化劑的接觸面積，故丙正確；
丁、猜想⑤需要經過實驗證明是否成立，現存數據無法說明該猜想的結論，故丁錯誤；
戊、I裝置是一個安全瓶，在B和C置之間增加I裝置，可以有效的昉止倒吸，故戊正確．
故答案為：乙、丙、戊；
Ⅱ、催化劑的催化活性受溫度的影響，每一種催化劑均有自己的催化效果最佳溫度，自動恒溫電加熱器可任設某一溫度，再補充部份儀器，還可以研究催化劑活性最強時的溫度或不同溫度下甲烷的妝化率或是不同溫度下的反應速率或同溫度下不同催化劑的催化效果等，
故答案為：催化劑活性最強時的溫度或不同溫度下甲烷的妝化率或是不同溫度下的反應速率或同溫度下不同催化劑的催化效果等．

點評：本題是一道關于甲烷性質的實驗知識題目，要求學生具有分析和解決問題的能力，綜合性強，難度大．