Question

【題目】已知碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷。為了探究甲烷性質(zhì)，某同學(xué)設(shè)計(jì)如下兩組實(shí)驗(yàn)方案：

甲方案探究甲烷與氧化劑反應(yīng)（如圖1所示）；

乙方案探究甲烷與氯氣反應(yīng)的條件（如圖2所示）。

甲方案實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溴水不褪色，無水硫酸銅變藍(lán)色，澄清石灰水變渾濁。

乙方案實(shí)驗(yàn)操作過程：通過排飽和食鹽水的方法收集兩瓶甲烷與氯氣（體積比為1:4）的混合氣體，I瓶放在光亮處，Ⅱ瓶用預(yù)先準(zhǔn)備好的黑色紙?zhí)滋咨�，按圖2安裝好裝置，并加緊彈簧夾a和b。

(1)碳化鋁與稀硫酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為____________________。

(2)實(shí)驗(yàn)甲中濃硫酸的作用是_______________，集氣瓶中收集到的氣體_________（填“能”或“不能”）直接排入空氣中。

(3)下列對(duì)甲方案實(shí)驗(yàn)中的有關(guān)現(xiàn)象與結(jié)論的敘述都正確的是_________（填標(biāo)號(hào)）。

A．酸性高錳酸鉀溶液不褪色，結(jié)論是通常條件下甲烷不能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)

B．硬質(zhì)玻璃管里黑色粉末無顏色變化，結(jié)論是甲烷不與氧化銅反應(yīng)

C．硬質(zhì)玻璃管里黑色粉末變紅色，推斷氧化銅與甲烷反應(yīng)只生成水和二氧化碳

D．甲烷不能與溴水反應(yīng)，推知甲烷不能與鹵素單質(zhì)反應(yīng)

(4)寫出甲方案實(shí)驗(yàn)中硬質(zhì)玻璃管里可能發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式：________________（假設(shè)消耗甲烷與氧化銅的物質(zhì)的量之比為2:7）。

(5)一段時(shí)間后，觀察到圖2裝置中出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是____________________；然后打開彈簧夾a、b，觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是______________________。

Answer 1

【答案】(1) Al4C3+6H2 SO4=2Al2( SO4)3+3CH4↑；(2)干燥甲烷；不能；(3)A；(4) 2CH4+7CuO7Cu+CO2↑+4H2O； (5)在I瓶中，氣體顏色逐漸變淺，瓶壁上出現(xiàn)油狀液滴，Ⅱ瓶中無現(xiàn)象；水倒吸入I瓶中，同時(shí)I瓶中出現(xiàn)少量白霧，Ⅱ瓶中無現(xiàn)象。

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)信息碳化鋁與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷，則反應(yīng)方程式為：Al4C3+6H2 SO4=2Al2( SO4)3+3CH4↑；（2）濃硫酸作用是干燥甲烷；收集到氣體是甲烷，甲烷是可燃性氣體，因此不能直接排放到空氣中，需要點(diǎn)燃處理；(3)A、甲烷的化學(xué)性質(zhì)相對(duì)穩(wěn)定，不能使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色，因此通常條件下不能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，故正確；B、根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：無水硫酸銅變藍(lán)，說明產(chǎn)生H2O，石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生CO2，故錯(cuò)誤；C、需要驗(yàn)證集氣瓶中收集到氣體的成分，故錯(cuò)誤；D、甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應(yīng)，故錯(cuò)誤；(4)根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，因此反應(yīng)方程式2CH4+7CuO7Cu+CO2↑+4H2O；（5）圖2，發(fā)生取代反應(yīng)，生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和氯化氫，其中一氯甲烷為氣體，其他為液體，在I瓶中，氣體顏色逐漸變淺，瓶壁上出現(xiàn)油狀液滴，Ⅱ瓶中無現(xiàn)象；水倒吸入I瓶中，同時(shí)I瓶中出現(xiàn)少量白霧，Ⅱ瓶中無現(xiàn)象。