Question

【題目】實(shí)驗(yàn)室用無水乙酸鈉和堿石灰混合制甲烷：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3，為了探究甲烷的化學(xué)性質(zhì)，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)，B裝置中的試劑為溴水或酸性KMnO4溶液，一段時(shí)間后，無水硫酸銅變藍(lán)，澄清石灰水變渾濁。所需裝置如圖(部分夾持儀器已略去)：

(1)寫出H裝置中反應(yīng)的離子方程式：______________________。

(2)C裝置中的試劑為___________。

(3)實(shí)驗(yàn)測得消耗的CH4和CuO的質(zhì)量比為1∶20，則D中硬質(zhì)玻璃管內(nèi)發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為______

(4)實(shí)驗(yàn)開始前，先在G裝置的大試管上套上黑色紙?zhí)祝�反�?yīng)結(jié)束后，取下黑色紙?zhí)祝�使收集滿氣體的試管置于光亮處緩慢反應(yīng)一段時(shí)間，觀察到的現(xiàn)象有：

①試管中有少量白霧；

②導(dǎo)管內(nèi)液面上升

③_______

④_______

(5)有關(guān)該實(shí)驗(yàn)的說法，正確的是______(填字母)。

A.若B裝置中的試劑是溴水，溴水無明顯變化，說明CH4不能與鹵素單質(zhì)反應(yīng)

B.若B中是酸性高錳酸鉀溶液，溶液無明顯變化，說明通常情況下甲烷難以被強(qiáng)氧化劑氧化

C.硬質(zhì)玻璃管中的黑色固體粉末變紅，說明甲烷具有氧化性

Answer 1

【答案】2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O 濃硫酸 CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O 試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺 試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn) B

【解析】

根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置分析可知，A中進(jìn)行反應(yīng)CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3制取CH4，B中溴水或KMnO4，進(jìn)行CH4的性質(zhì)實(shí)驗(yàn)；D中CH4與CuO反應(yīng)充分被氧化，生成CO2和H2O；無水硫酸銅，用于檢驗(yàn)水，為了防止通過B裝置時(shí)，引入H2O的雜質(zhì)會(huì)影響實(shí)驗(yàn)，因此C為干燥裝置，裝有濃硫酸；澄清石灰石用于檢驗(yàn)CO2，在G中的大試管中進(jìn)行CH4和Cl2的取代反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，則H為Cl2的制備裝置，據(jù)此分析解答。

(1)裝置H是一個(gè)固體和液體不加熱反應(yīng)制氯氣的裝置，故可以選用酸性高錳酸鉀和濃鹽酸反應(yīng)，離子方程式為2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O，故答案為：2MnO4-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；

(2)D中盛放的是氧化銅，所以C裝置的作用是干燥甲烷，由于是洗氣瓶，只能選用濃硫酸，故答案為：濃硫酸；

(3)實(shí)驗(yàn)消耗甲烷和氧化銅質(zhì)量比為1：20，即物質(zhì)的量比為1：4，根據(jù)原子守恒可得化學(xué)方程式為CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O，故答案為：CH4+4CuO4Cu+CO2+2H2O；

(4)在自然光照射下，甲烷能與氯氣反應(yīng)，生成HCl、CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，由于HCl極易溶于水，故可看到導(dǎo)管內(nèi)液面上升，試管口產(chǎn)生白霧，試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺，試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)等現(xiàn)象，故答案為：試管內(nèi)氣體顏色逐漸變淺；試管內(nèi)壁有油狀液滴出現(xiàn)；

(5)A．甲烷和溴水不反應(yīng)，但是甲烷和氯氣、溴蒸氣等在光照條件下可發(fā)生取代反應(yīng)，錯(cuò)誤；

B．甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑一般都不能反應(yīng)，正確；

C．玻璃管中固體粉末由黑變紅，說明氧化銅被還原，體現(xiàn)了甲烷的還原性，錯(cuò)誤；

故答案為：B。