Question

【題目】已知碳化鋁(Al4C3)與水反應生成氫氧化鋁和甲烷。為了探究甲烷性質，某同學設計如下兩組實驗方案：

甲方案探究甲烷與氧化劑反應（如圖1所示）；

乙方案探究甲烷與氯氣反應的條件（如圖2所示）。

甲方案實驗現(xiàn)象：溴水不褪色，無水硫酸銅變藍色，澄清石灰水變渾濁。

乙方案實驗操作過程：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瓶用預先準備好的黑色紙?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的化學方程式為____________________。

(2)實驗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)下列對甲方案實驗中的有關現(xiàn)象與結論的敘述都正確的是_________（填標號）。

A．酸性高錳酸鉀溶液不褪色，結論是通常條件下甲烷不能與強氧化劑反應

B．硬質玻璃管里黑色粉末無顏色變化，結論是甲烷不與氧化銅反應

C．硬質玻璃管里黑色粉末變紅色，推斷氧化銅與甲烷反應只生成水和二氧化碳

D．甲烷不能與溴水反應，推知甲烷不能與鹵素單質反應

(4)寫出甲方案實驗中硬質玻璃管里可能發(fā)生反應的化學方程式：________________（假設消耗甲烷與氧化銅的物質的量之比為2:7）。

(5)一段時間后，觀察到圖2裝置中出現(xiàn)的實驗現(xiàn)象是____________________；然后打開彈簧夾a、b，觀察到的實驗現(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生成氫氧化鋁和甲烷，則反應方程式為：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，需要點燃處理；(3)A、甲烷的化學性質相對穩(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氧化劑反應，故正確；B、根據(jù)實驗現(xiàn)象：無水硫酸銅變藍，說明產(chǎn)生H2O，石灰水變渾濁，說明產(chǎn)生CO2，故錯誤；C、需要驗證集氣瓶中收集到氣體的成分，故錯誤；D、甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生取代反應，故錯誤；(4)根據(jù)實驗現(xiàn)象，因此反應方程式2CH4+7CuO7Cu+CO2↑+4H2O；（5）圖2，發(fā)生取代反應，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I瓶中出現(xiàn)少量白霧，Ⅱ瓶中無現(xiàn)象。