Question

10．
（1）實驗室若用氯酸鉀制取氧氣，可選用下圖的發(fā)生裝置是A（填序號），反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
（2）小李用一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的過氧化氫溶液和二氧化錳固體制取并收集一瓶干燥的氧氣，正確的組裝順序為CFD．（填字母）
（3）用C裝置通過復(fù)分解反應(yīng)制取某種氣體，應(yīng)選用的液體藥品是稀鹽酸，反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；檢驗此氣體的反應(yīng)的化學(xué)方程式為Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（4）人們使用天然氣（主要成分為甲烷）過程中要注意通風(fēng)，如果氧氣不足會產(chǎn)生一氧化碳，使人中毒．某興趣小組在實驗室利用下列實驗裝置，在老師指導(dǎo)下制取氧氣和甲烷，并檢驗甲烷燃燒后的氣體產(chǎn)物．
①小王用無水醋酸鈉（化學(xué)式為CH₃COONa）和堿石灰固體混合加熱制取甲烷，發(fā)生裝置應(yīng)選擇圖中的A（填字母），并寫出無水醋酸鈉與堿石灰中的氫氧化鈉反應(yīng)生成甲烷和碳酸鈉的化學(xué)方程式CH₃COONa+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₄↑+Na₂CO₃
②下面是小張對甲烷在氧氣中燃燒后的氣體產(chǎn)物進行驗證的實驗．（假定每步均完全反應(yīng)）

（溫馨提示：無水硫酸銅吸水后變藍，常用于吸收水和驗證水的存在；丁裝置中酒精燈的網(wǎng)罩起集中火焰升高溫度的作用．）請回答：
①如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中的水；
②完成實驗報告

實驗操作	實驗現(xiàn)象	實驗結(jié)論
將燃燒后的氣體產(chǎn)物進行驗證	甲中的白色固體變藍	燃燒產(chǎn)物中有水
	乙裝置質(zhì)量增加	燃燒產(chǎn)物中有二氧化碳
	丁中玻璃管內(nèi)固體顏色變化是紅色粉末逐漸變成黑色、戊中澄清石灰水變渾濁	燃燒產(chǎn)物中有CO 寫出丁中玻璃管內(nèi)反應(yīng)的化學(xué)方程式 Fe2O3+3CO$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2Fe+3CO2

③實驗結(jié)束，對相關(guān)裝置進行稱量（忽略空氣成分對實驗的干擾）：甲裝置增重3.6g，乙裝置增重2.2g．那么燃燒甲烷的質(zhì)量為1.6g，并寫出該實驗中甲烷燃燒的化學(xué)方程式4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+2CO+8H₂O．

Answer 1

分析 （1）氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下，受熱分解生成氯化鉀和氧氣；
（2）通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；
濃硫酸具有吸水性，可以用來干燥氧氣、氫氣、二氧化碳等氣體；
氧氣的密度比空氣大；
（3）實驗室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)不需要加熱，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，屬于復(fù)分解反應(yīng)；
二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，可以用澄清石灰水檢驗二氧化碳；
（4）根據(jù)實驗現(xiàn)象可以判斷反應(yīng)產(chǎn)物；
高溫條件下，氧化鐵和一氧化碳反應(yīng)生成鐵和二氧化碳；
根據(jù)反應(yīng)物、生成物、反應(yīng)條件及其質(zhì)量守恒定律可以書寫反應(yīng)的化學(xué)方程式；
氣體通過氫氧化鈉溶液時，會帶出水蒸氣；
甲裝置增重3.6g，說明反應(yīng)生成了3.6g水，乙裝置增重2.2g，說明反應(yīng)生成了2.2g二氧化碳，根據(jù)水的質(zhì)量可以計算甲烷的質(zhì)量，進一步可以書寫甲烷燃燒的化學(xué)方程式．

解答 解：（1）實驗室用氯酸鉀制取氧氣需要加熱，應(yīng)該用A裝置作為發(fā)生裝置；
氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下受熱分解的化學(xué)方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
故填：A；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑．
（2）用一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的過氧化氫溶液和二氧化錳固體制取氧氣不需要加熱，應(yīng)該用C裝置作為發(fā)生裝置，通過C裝置導(dǎo)出的氧氣再通過F裝置中的濃硫酸干燥，再導(dǎo)入D裝置中收集．
故填：CFD．
（3）用C裝置通過復(fù)分解反應(yīng)制取某種氣體，應(yīng)選用的液體藥品是稀鹽酸，固體藥品是大理石或石灰石，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：稀鹽酸；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（4）用無水醋酸鈉和堿石灰固體混合制取甲烷需要加熱，發(fā)生裝置應(yīng)選擇圖中的A裝置；
無水醋酸鈉與氫氧化鈉反應(yīng)生成甲烷和碳酸鈉的化學(xué)方程式為：CH₃COONa+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₄↑+Na₂CO₃；
如果將甲、乙裝置順序進行交換，則不能驗證燃燒產(chǎn)物中的水；
3.6g水中氫元素的質(zhì)量為：3.6g×$\frac{2}{18}$×100%=0.4g，
甲烷中氫元素的質(zhì)量完全轉(zhuǎn)化到水中，因此甲烷的質(zhì)量為：0.4g÷（$\frac{4}{16}$×100%）=1.6g，
甲烷中碳元素的質(zhì)量為：1.6g-0.4g=1.2g，
2.2g二氧化碳中碳元素的質(zhì)量為：2.2g×$\frac{12}{44}$×100%=0.6g，
甲烷燃燒同時生成了一氧化碳，一氧化碳中碳元素的質(zhì)量為：1.2g-0.6g=0.6g，
則生成的一氧化碳質(zhì)量為：0.6g÷（$\frac{12}{28}$×100%）=1.4g，
則反應(yīng)的氧氣質(zhì)量為：3.6g+2.2g+1.4g-1.6g=5.6g，
反應(yīng)物甲烷、氧氣和生成物二氧化碳、一氧化碳、水的分子個數(shù)比為：$\frac{1.6g}{16}$：$\frac{5.6g}{32}$：$\frac{2.2g}{44}$：$\frac{1.4g}{28}$：$\frac{3.6g}{18}$=4：7：2：2：8，
甲烷燃燒的化學(xué)方程式為：4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+2CO+8H₂O．
故填：A；CH₃COONa+NaOH$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CH₄↑+Na₂CO₃；水；1.6；4CH₄+7O₂$\frac{\underline{\;點燃\;}}{\;}$2CO₂+2CO+8H₂O．

點評 用一定溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的過氧化氫溶液和二氧化錳固體制取氧氣不用B裝置的原因是：長頸漏斗伸入錐形瓶太短，如果稀鹽酸浸沒長頸漏斗末端時需要大量的稀鹽酸，是一種浪費，要注意理解．