Question

【題目】天然氣是一種比較清潔的化石能源，主要成分為甲烷。現(xiàn)對(duì)甲烷的制取、性質(zhì)、應(yīng)用做以下研究，請(qǐng)回答相關(guān)問(wèn)題。（制取研究）

查閱資料得知：①通常情況下，甲烷是一種無(wú)色無(wú)味難溶于水的氣體，密度比空氣小；

②實(shí)驗(yàn)室常用無(wú)水醋酸鈉（CH3COONa）和堿石灰（發(fā)生反應(yīng)的是其中的氫氧化鈉）兩種固體藥品，研磨均勻混合，通過(guò)加熱制取甲烷，同時(shí)還生成碳酸鈉。

在實(shí)驗(yàn)室中：（1）可用于制取甲烷的發(fā)生裝置為_____（填字母）。

（2）可用于收集甲烷的裝置為_____（填字母）。

（3）制取甲烷的化學(xué)方程式：_____。

（4）可用水將F中氣體壓出，通入G中，那么，水應(yīng)從端_____（填“a”或“b”）注人。

（5）點(diǎn)燃后，燒杯內(nèi)壁看到的現(xiàn)象是_____，同時(shí)還生成二氧化碳?xì)怏w，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)證明：_____。

（6）（應(yīng)用研究）尿素[CO（NH2）2]是一種常用氮肥。下圖是利用甲烷制尿素的主要流程：

設(shè)備I中分離氮?dú)夂脱鯕獾倪^(guò)程發(fā)生了_____（填“物理變化”或“化學(xué)變化”）。

（7）設(shè)備Ⅲ中產(chǎn)生并分離開CO2和H2，進(jìn)入下一設(shè)備使用，依據(jù)流程圖可判斷進(jìn)入設(shè)備VI的是_____。

（8）設(shè)備V中的氣體，可以循環(huán)利用的是_____。

Answer 1

【答案】B D或E b 燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn) 將燒杯倒過(guò)來(lái)，滴入幾滴澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，說(shuō)明生成二氧化碳 物理變化 CO2 H2和N2

【解析】

（1）無(wú)水醋酸鈉和堿石灰中的氫氧化鈉兩種固體藥品通過(guò)加熱制取甲烷是固體受熱反應(yīng)生成氣體，應(yīng)選擇固體受熱發(fā)生裝置，即裝置B，故填B。

（2）甲烷是一種難溶于水的氣體，所以收集甲烷可選擇排水法，即裝置E，且甲烷的密度比空氣小，所以收集甲烷還可以選擇向下排空氣法，即裝置D，故填D或E。

（3）無(wú)水醋酸鈉和氫氧化鈉在加熱的條件下反應(yīng)生成甲烷和碳酸鈉，故反應(yīng)的化學(xué)方程式寫為：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3。

（4）氣體的密度小于水的密度，用水將F中氣體壓出，則密度大的水應(yīng)從長(zhǎng)管，即b管注入，才能使密度小的氣體沿短管導(dǎo)出，故填b。

（5）甲烷燃燒后生成水和二氧化碳，同時(shí)放出熱量，生成的水獲得熱量轉(zhuǎn)化為水蒸氣，水蒸氣遇到干冷燒杯在燒杯內(nèi)壁冷凝成水霧，所以觀察到的現(xiàn)象是燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn)，故填燒杯內(nèi)壁有水霧出現(xiàn)；

二氧化碳能與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀使澄清石灰水變渾濁，所以證明甲烷燃燒后生成二氧化碳的方法是將燒杯倒過(guò)來(lái)，滴入幾滴澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，說(shuō)明生成二氧化碳，故填將燒杯倒過(guò)來(lái)，滴入幾滴澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，說(shuō)明生成二氧化碳。

（6）設(shè)備I將空氣中的氮?dú)馀c氧氣進(jìn)行了分離，是混合物的分離過(guò)程，沒有生成新物質(zhì)，屬于物理變化，故填物理變化。

（7）設(shè)備VI中生成的尿素由碳、氮、氧、氫四種元素組成，設(shè)備V中進(jìn)入設(shè)備VI的物質(zhì)是氨氣，氨氣中僅含有氮元素與氫元素，則設(shè)備III進(jìn)入設(shè)備VI中的物質(zhì)中應(yīng)該含有碳元素與氧元素，所以該物質(zhì)為設(shè)備Ⅲ中產(chǎn)生并分離出的CO2，故填CO2。

（8）設(shè)備V將NH3、N2、H2進(jìn)行了分離，其中的NH3進(jìn)入設(shè)備VI生成尿素，則N2、H2進(jìn)入設(shè)備IV重新生成NH3，即其中可以循環(huán)利用的是H2和N2，故填H2和N2。