Question

下面是某課外活動(dòng)小組在實(shí)驗(yàn)室模擬沼氣池發(fā)酵制取沼氣，收集較純凈的甲烷并測定產(chǎn)生甲烷體積的實(shí)驗(yàn)．如圖，甲瓶是產(chǎn)生沼氣的發(fā)酵瓶，將堆漚過的牛、馬糞按比例均勻拌人沼氣菌種，放進(jìn)發(fā)酵瓶甲內(nèi)并加滿水；乙瓶中充滿水；丙瓶內(nèi)盛有X溶液；丁為量筒．

（1）按實(shí)驗(yàn)要求，將四個(gè)裝置a～f各個(gè)導(dǎo)管口連接起來，其正確的順序是a→

 

→

 

→

 

→

 

→

 

（填接口序號(hào)）．
（2）丙瓶內(nèi)盛有的X溶液為

 

（填序號(hào)）．
A．濃氨水    B．NaOH溶液   C．CuSO₄溶液     D．鹽酸
（3）若要驗(yàn)證CH₄中含有H₂S氣體，要在甲裝置后增加一個(gè)洗氣瓶裝置，該裝置中的試劑可能是

 

（填序號(hào)）．
A．濃氨水   B．NaOH溶液    C．CuSO₄溶液      D．鹽酸
（4）若取1molCH₄作與Cl₂ 反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)，待甲烷充分反應(yīng)后測得四種有機(jī)取代物的物質(zhì)的量相等，則消耗的Cl₂ 為

 

mol．

Answer 1

考點(diǎn)：常見氣體制備原理及裝置選擇,甲烷的化學(xué)性質(zhì),氣體的收集

專題：

分析：（1）從題目所給實(shí)驗(yàn)裝置可知，甲裝置產(chǎn)生甲烷，甲烷中混有CO₂、H₂S等酸性雜質(zhì)氣體，可用堿液除雜，然后排水、量水，利用量筒中水的體積計(jì)算甲烷的體積；
（2）丙瓶內(nèi)盛有的X溶液為堿性溶液，濃氨水易揮發(fā)出氨氣，因此該溶液為NaOH溶液；
（3）要驗(yàn)證CH₄中含有H₂S氣體，選取的試劑與甲烷不反應(yīng)，但能和H₂S反應(yīng)，并有明顯的現(xiàn)象；
（4）根據(jù)四種取代物的物質(zhì)的量相等結(jié)合碳原子守恒計(jì)算取代物的物質(zhì)的量，再根據(jù)被取代的氫原子和氯氣分子之間的關(guān)系式計(jì)算消耗氯氣的物質(zhì)的量．

解答： 解：（1）從題目所給實(shí)驗(yàn)裝置可知，甲裝置產(chǎn)生甲烷，甲烷中混有CO₂、H₂S等酸性雜質(zhì)氣體，可用堿液除雜（長進(jìn)短出），然后用裝置乙排水（短進(jìn)長出）、量水，利用量筒中水的體積計(jì)算甲烷的體積，因此按實(shí)驗(yàn)要求，將四個(gè)裝置a～f各個(gè)導(dǎo)管口連接起來，其正確的順序是a→d→e→c→b→f，
故答案為：d；e；c；b；f；
（2）丙瓶內(nèi)盛有的X溶液為堿性溶液，濃氨水易揮發(fā)出氨氣，因此該溶液為NaOH溶液，故選B；
（3）要驗(yàn)證CH₄中含有H₂S氣體，選取的試劑與甲烷不反應(yīng)，但能和H₂S反應(yīng)，并有明顯的現(xiàn)象，濃氨水和NaOH溶液能和H₂S反應(yīng)，但沒有明顯現(xiàn)象，鹽酸和H₂S不反應(yīng)，CuSO₄溶液和H₂S反應(yīng)生成CuS沉淀，故選C；
（4）1mol甲烷完全與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，若生成相同物質(zhì)的量的四種取代物，所以每種取代物的物質(zhì)的量是0.25mol，甲烷和氯氣的取代反應(yīng)中，被取代的氫原子的物質(zhì)的量與氯氣的物質(zhì)的量相等，所以生成0.25mol一氯甲烷需要氯氣0.25mol氯氣，生成0.25mol二氯甲烷需要氯氣0.5mol，生成0.25mol三氯甲烷需要氯氣0.75mol氯氣，生成0.25mol四氯化碳需要氯氣1mol，所以總共消耗氯氣的物質(zhì)的量=0.25mol+0.5mol+0.75mol+1mol=2.5mol，
故答案為：2.5．

點(diǎn)評：本題考查了甲烷的實(shí)驗(yàn)室制取原理和應(yīng)用，為高頻考點(diǎn)，難度中等，掌握實(shí)驗(yàn)流程和原理是解題的關(guān)鍵，注意綜合分析能力和計(jì)算能力的培養(yǎng)．