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甲烷(CH4)气体难溶于水,不与浓硫酸、硫酸铜、碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混...

甲烷(CH4)气体难溶于水,不与浓硫酸、硫酸铜、碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物)、澄清石灰水等起反应.甲烷具有还原性,在加热条件下与氧化铜发生反应,生成铜、水和二氧化碳.某化学小组为验证甲烷的组成,设计了如图所示实验.该实验装置气密性良好,实验中所用试剂均足量.

已知装置BCDE中分别盛有浓硫酸、白色无水CuSO4固体、碱石灰、澄清石灰水,而且已知白色无水CuSO4固体遇水会变蓝色.

(1)实验步骤:

I.通入甲烷气体.

II.点燃酒精灯加热,反应一段时间后,停止加热.

III.继续通甲烷至玻璃管冷却.

(2)有关现象:

A中黑色固体变红色;②中C中未见变蓝色;③E中未见出现浑浊.

(3)有关数据:

 

A中玻璃管及物质总质量/g

B装置及物质总质量/g

D装置及物质总质量/g

反应前

108.0

212.0

131.0

反应后

106.4

212.9

132.1

 

请回答下列问题:

(1)实验室若用无水醋酸钠固体和碱石灰混合加热制取甲烷,则发生装置类型与____相同.

A 用石灰石与稀盐酸制二氧化碳   B 用过氧化氢制氧气   C 用高锰酸钾制氧气

(2)甲烷还原氧化铜的化学方程式为_____

(3)实验过程中通入甲烷的作用各不相同.步骤I___;步骤II是还原氧化铜;步骤III___

(4)请根据该实验数据列计算式,证明甲烷中不含氧元素.相关计算式为_____

 

C CH4+4CuO4Cu+2H2O+CO2 排尽除去装置中的空气 将生成的气体全部排出,减小实验误差 108.0g-106.4g=(212.9g-212.0g)××100%+(131.1g-131.0g)××100%=1.6g 【解析】 (1)实验室若用无水醋酸钠固体和碱石灰混合加热制取甲烷,属于加热固体制取气体,发生装置类型与用高锰酸钾制氧气相同。 (2)由题意可知,甲烷具有还原性,在加热条件下与氧化铜发生反应,生成铜、水和二氧化碳,反应的化学方程式是:CH4+4CuO4Cu+2H2O+CO2。 (3)实验过程中通入甲烷的作用各不相同.由于甲烷是可燃性的气体与空气的混合气体在点燃时易发生爆炸,所以步骤I通入甲烷的作用是排尽除去装置中的空气; 由于反应完后的装置中有残留的二氧化碳、水蒸气,所以步骤II中通入甲烷的作用是将生成的气体全部排出,减小实验误差。 (4)由A中玻璃管及物质总质量可知,减少的质量就是氧元素的质量为:108.0g-106.4g=1.6g,生成的二氧化碳和水中氧元素的质量为:(212.9g-212.0g)××100%+(131.1g-131.0g)××100%=1.6g,所以甲烷中不含有氧元素。  
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考点分析:
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