6.已知碳化鋁(Al,C3)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(wú)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(guò)程:通過(guò)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)滋咨希磮D2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Al4C3+6H2SO4=2Al2(SO43+3CH4↑.
(2)實(shí)驗(yàn)甲中濃硫酸的作用是干燥CH4,集氣瓶中收集到的氣體不能(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A(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(wú)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(xiě)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:2CH4+7CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+CO2↑+4H2O(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(wú)現(xiàn)象;然后打開(kāi)彈簧夾a、b,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是水倒吸入I瓶中,同時(shí)I瓶中出現(xiàn)少量白霧,Ⅱ瓶中無(wú)現(xiàn)象.

分析 (1)根據(jù)碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷可知碳化鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和甲烷;
(2)根據(jù)實(shí)驗(yàn)甲的實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮图淄榈男再|(zhì)進(jìn)行解答,若集氣瓶中收集到的氣體屬于有毒氣體,則不能排放到空氣中,反之能;
(3)A.若甲烷能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng),酸性高錳酸鉀溶液褪色;
B.硬質(zhì)試管里黑色粉末無(wú)顏色變化,可能為銅、氧化銅或氧化亞銅的混合物;
C.氧化銅與甲烷反應(yīng)生成水和二氧化碳、一氧化碳,硬質(zhì)試管里黑色粉末也能變紅色;
D.甲烷能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng);
(4)甲烷與氧化銅反應(yīng),碳元素化合價(jià)升高,銅元素化合價(jià)降低結(jié)合甲烷與氧化銅物質(zhì)的量之比2:7書(shū)寫(xiě);
(5)甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生反應(yīng),生成有機(jī)物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,還有無(wú)機(jī)物氯化氫,根據(jù)它們的性質(zhì)解答.

解答 解:(1)碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng)生成氫氧化鋁和甲烷,碳化鋁與硫酸反應(yīng)可理解為碳化鋁(Al4C3)與水反應(yīng),產(chǎn)物再和硫酸反應(yīng),所以產(chǎn)物為硫酸鋁和甲烷,反應(yīng)方程式為:Al4C3+6H2SO4=2Al2(SO43+3CH4↑,
故答案為:Al4C3+6H2SO4=2Al2(SO43+3CH4↑;
(2)碳化鋁與硫酸反應(yīng)生成硫酸鋁和甲烷,甲方案探究甲烷與氧化劑反應(yīng),盛放濃硫酸的裝置放置在氧化劑氧化銅之前,所以實(shí)驗(yàn)甲中濃硫酸的作用是干燥CH4,甲烷和氧化銅反應(yīng),碳元素化合價(jià)升高,生成碳的氧化物,產(chǎn)物中可能有一氧化碳生成,所以集氣瓶中收集到的氣體不能直接排放到空氣中,
故答案為:干燥CH4;不能;
(3)A.甲烷不能與強(qiáng)氧化劑反應(yīng),若能反應(yīng),則酸性高錳酸鉀溶液在甲烷的作用下會(huì)褪色,現(xiàn)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),故A正確;
B.甲烷能與氧化銅反應(yīng),當(dāng)少量甲烷參加反應(yīng),硬質(zhì)試管里為大量黑色粉末氧化銅和少量銅的混合物,業(yè)可能為氧化亞銅,現(xiàn)象無(wú)顏色變化,結(jié)論是甲烷不與氧化銅反應(yīng)時(shí)錯(cuò)誤的,故B錯(cuò)誤;
C.氧化銅與甲烷反應(yīng)生成水和二氧化碳、一氧化碳,硬質(zhì)試管里黑色粉末也能變紅色,故C錯(cuò)誤;
D.甲烷不能與溴水反應(yīng),但甲烷能與鹵素單質(zhì)發(fā)生取代反應(yīng),故D錯(cuò)誤;
故答案為:A;
(4)甲烷中碳元素化合價(jià)為-4價(jià),甲烷與氧化銅反應(yīng),碳元素化合價(jià)升高,甲烷與氧化銅物質(zhì)的量之比2:7,先根據(jù)氫守恒確定水前系數(shù),再根據(jù)碳、氧守恒得硬質(zhì)試管里可能發(fā)生的化學(xué)方程式為:2CH4+7CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+CO+CO2+4H2O,
故答案為:2CH4+7CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$7Cu+CO+CO2+4H2O;
(5)由于甲烷和氯氣在光照條件下發(fā)生反應(yīng),生成物有CH3Cl(氣體)、CH2Cl2(油狀液體)、CHCl3(油狀液體)、CCl4(油狀液體)、HCl(極易溶于水),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: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(wú)現(xiàn)象,然后打開(kāi)彈簧夾a、b,觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是:水倒吸入I瓶中,同時(shí)I瓶中出現(xiàn)少量白霧,Ⅱ瓶中無(wú)現(xiàn)象,
故答案為: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(wú)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(wú)現(xiàn)象.

點(diǎn)評(píng) 本題是關(guān)于甲烷的還原性的實(shí)驗(yàn)探究,考查了元素守恒定律的運(yùn)用及實(shí)驗(yàn)的步驟、物質(zhì)的性質(zhì)等,掌握實(shí)驗(yàn)室制取氯氣的反應(yīng)原理,明確甲烷的取代反應(yīng)原理、反應(yīng)條件是解答關(guān)鍵,試題培養(yǎng)了學(xué)生靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)的能力,題目難度中等.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

16.寫(xiě)出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式或離子方程式:
(1)工廠排放的SO2尾氣用飽和Na2SO3溶液吸收可得到重要化工原料NaHSO3,反應(yīng)的化學(xué)方程式為SO2+Na2SO3+H2O=2NaHSO3
(2)現(xiàn)有:①澄清石灰水;②偏鋁酸鈉溶液.在上面兩種溶液分別通入過(guò)量的CO2,寫(xiě)出所發(fā)生反應(yīng)的離子方程式:①CO2+OH-═HCO3-、②CO2+AlO2-+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3-
(3)工業(yè)上用氨氣與空氣為原料在催化劑與高溫下,生產(chǎn)硝酸的第一步反應(yīng)的化學(xué)方程式:4NH3+5O2$\frac{\underline{\;催化劑\;}}{高溫}$4NO+6H2O.

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17.下列敘述與勒夏特列原理無(wú)關(guān)的是( 。
A.用排飽和NaHCO3溶液的方法收集CO2
B.在H2O2溶液中加入MnO2加快生成O2的速率
C.工業(yè)制氨氣時(shí),使氨液化從混合氣體中分離出來(lái)
D.加壓條件下有利于SO2和O2反應(yīng)生成SO3

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

14.下列反應(yīng)中,SO2被還原的是( 。
A.SO2+2NaOH=Na2SO3+H2OB.SO2+Cl2+2H2O=H2SO4+2HCl
C.SO2+2H2S=3S↓+2H2OD.SO2+NO2=SO3+NO

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

1.離子方程式2Ca2++3HCO3-+3OH-=2CaCO3↓+CO32-+3H2O可以表示(  )
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C.Ca(HCO32與澄清石灰水反應(yīng)D.NH4HCO3與澄清石灰水反應(yīng)

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)題

11.如圖是中學(xué)化學(xué)中常用于混合物的分離和提純的裝置,請(qǐng)根據(jù)裝置回答問(wèn)題:

(1)從氯化鉀溶液中得到氯化鉀固體,選擇裝置D(填代表裝置圖的字母,下同);
分離CCl4(沸點(diǎn)為76.75℃)和甲苯(沸點(diǎn)為110.6℃)的液體混合物,選擇裝置A ,該分離方法的名稱為蒸餾.
(2)從碘水中分離出I2,選擇裝置B,該分離方法的名稱為萃取,若將碘水和CCl4注入分液漏斗中充分振蕩并靜置后,碘主要溶解在下層(填“上層”或“下層”)液體中,該層溶液顏色為紫色或紫紅色.
(3)裝置A中①的名稱是冷凝管,進(jìn)水的方向是從下(填“上”或“下”)口進(jìn)水.裝置B在分液時(shí)為使液體順利下滴,應(yīng)進(jìn)行的具體操作打開(kāi)分液漏斗的上口活塞.

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:選擇題

18.醋酸是電解質(zhì),下列事實(shí)能說(shuō)明醋酸是弱電解質(zhì)的組合是(  )
①醋酸與水能以任意比互溶 
②醋酸溶液能導(dǎo)電
③醋酸溶液中存在醋酸分子
④0.1mol•L-1醋酸溶液的pH比0.1mol•L-1鹽酸的pH大
⑤醋酸能和碳酸鈣反應(yīng)放出CO2
⑥大小相同的鋅粒與相同物質(zhì)的量濃度的鹽酸和醋酸溶液反應(yīng),開(kāi)始醋酸產(chǎn)生H2速率慢.
A.②⑥B.③④⑤⑥C.③④⑥D.①②

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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:解答題

15.寫(xiě)出下列物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式并指明σ鍵、π鍵.
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科目:高中化學(xué) 來(lái)源: 題型:填空題

1.已知氮化鋁的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,請(qǐng)回答下列問(wèn)題.

(1)NH3的空間構(gòu)型為三角錐形,NH3極易溶于水的主要原因氨氣分子與水分子之間形成氫鍵.
(2)比較穩(wěn)定性強(qiáng)弱 H2O>SiH4(填“>”或“<”),解釋原因氧元素非金屬性比硅的強(qiáng).
(3)圖中 4 個(gè)氮原子共形成4個(gè)配位鍵,氮原子的配位數(shù)為4,每個(gè)鋁原子周圍緊鄰12個(gè)鋁原子.
(4)已知(CH33Al 為非極性分子,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,則其中鋁原子的雜化方式為sp2.若氮化鋁可由(CH33Al 和 NH3在一定條件下反應(yīng)制得,反應(yīng)的方程式為:(CH33Al+NH3$\frac{\underline{\;一定條件\;}}{\;}$AlN+3CH4 ,該反應(yīng)與取代反應(yīng)有機(jī)反應(yīng)類型相似(填反應(yīng)名稱).
(5)寫(xiě)出與氮化鋁互為等電子體的一種單質(zhì)的名稱金剛石,氮化鋁、氮化硅屬同種晶體類型,其中硬度較大的物質(zhì)的化學(xué)式是氮化硅.

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