Question

（實驗班做）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(zhì)，某同學設(shè)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）。

甲實驗現(xiàn)象：溴水無顏色變化，澄清石灰水變渾濁，無水硫酸銅變藍色。乙實驗操作過程：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）混合氣體（I、II），II瓶用預先準備好的黑色紙?zhí)滋咨�，I瓶放在光亮處（不要放在日光直射的地方，以免引起爆炸）。按圖2安裝好裝置，并加緊彈簧夾a和b。

（1）寫出碳化鋁與硫酸反應的化學方程式 。

（2）實驗甲中濃硫酸的作用是 ，集氣瓶中收集到的氣體能否直接排入空氣中？ （填“能”或“否”）。

（3）下列對實驗甲有關(guān)現(xiàn)象與結(jié)論的敘述都正確的是（ ）

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

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

C．硬質(zhì)試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(zhì)反應

（4）寫出硬質(zhì)試管里可能發(fā)生的化學方程式 ，（按甲烷與氧化銅物質(zhì)的量之比4：7）

（5）過一段時間，打開圖2的a、b彈簧夾，I、II中觀察到現(xiàn)象是 。

 

Answer 1

19、Al4C3 + 6H2SO4 = 2Al2(SO4)3 + 3CH4↑ （2）干燥甲烷 否 （3） A

（4） 4CH4 + 7CuO △ 7Cu +CO↑ +CO2 ↑+4H2O （5） 在Ⅰ瓶中，顏色逐漸變淺且有油狀液體產(chǎn)生，出現(xiàn)白霧且可以看見水倒吸入Ⅰ瓶中。

【解析】

試題分析：（1）已知碳化鋁（Al4C3）與水反應生成氫氧化鋁和甲烷，所以碳化鋁與硫酸反應的化學方程式為：Al4C3 + 6H2SO4 = 2Al2(SO4)3 + 3CH4↑（2）甲方案探究甲烷與氧化劑反應，所以實驗甲中濃硫酸的作用是干燥甲烷，甲烷是污染空氣的氣體，不能直接排放到大氣中。（3）甲烷性質(zhì)穩(wěn)定，常溫下，不能和酸性高錳酸鉀溶液、硝酸、氫氧化鈉等反應，酸性高錳酸鉀溶液不褪色，結(jié)論是通常條件下，甲烷不能與強氧化劑反應，A正確；硬質(zhì)試管里黑色粉末逐漸變紅，B錯誤；硬質(zhì)試管里黑色粉末變紅色，推斷氧化銅與甲烷反應生成銅，是否有CO或CO2生成，需進一步檢驗，C錯誤；甲烷不能與溴水反應，不說明甲烷不能與鹵素單質(zhì)反應，D錯誤。（4）根據(jù)澄清石灰水變渾濁，無水硫酸銅變藍色，說明甲烷與氧化銅反應生成銅、二氧化碳和水，因為甲烷與氧化銅物質(zhì)的量之比4：7，再根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知有CO生成，所以硬質(zhì)試管里可能發(fā)生的化學方程式為：4CH4+7CuO△ 7Cu+CO↑+CO2 ↑+4H2O（5）因為甲烷與氯氣在光照的條件下能發(fā)生取代反應，I、II中觀察到現(xiàn)象是：在Ⅰ瓶中，顏色逐漸變淺且有油狀液體產(chǎn)生，出現(xiàn)白霧且可以看見水倒吸入Ⅰ瓶中。

考點：考查鋁的化合物的性質(zhì)，甲烷的實驗室制法、性質(zhì)等知識。