实验室常利用下列装置制取并探究气体的有关性质,请你根据所学知识回答下列问题:
(1) 仪器甲的名称是 _______ ;
(2) 氧气与世间万物如影随形,动植物呼吸、燃料燃烧、钢铁冶炼等都需要氧气,实验室利用 B 装置制取氧气时所发生反应的化学方程式为 __________ ,若要收集一瓶干燥的氧气,装置接口连接顺序为 b → _______ → _______ → _______ ;
(3) 甲烷是一种密度小于空气,难溶于水且具有可燃性的气体,实验室里也可利用上述装置通过加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取,则制取装置为 _______ 。某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃,反应结束后测得容器中 CO 和 CO 2 的总质量为 37.6 g ,同时测得水的质量为 36 g ,请根据数据写出该反应的化学方程式 ___________ 。
该同学对甲烷的其他化学性质产生了兴趣:
(提出问题)甲烷除了可燃性外,还具有什么化学性质?
(查阅资料)无水硫酸铜遇水变成蓝色
(作出假设)甲烷具有还原性
(设计并进行实验)该同学按如图装置进行实验:
(实验现象与结论)
通入甲烷加热一段时间后才观察到 A 装置中黑色固体变为红色, B 装置中无水硫酸铜变为蓝色, C 装置中氢氧化钙溶液变浑浊。根据现象写出甲烷与氧化铜发生反应的化学方程式 __________ 。通过实验证明,甲烷具有还原性。
(反思与评价)
实验时,先向装置中通入一段时间的氮气,再通入甲烷加热的目的是 _________ 。
分液漏斗 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 ↑ e f c A 5CH 4 +9O 2 2CO+3CO 2 +10H 2 O , CH 4 +4CuO 4Cu+CO 2 +2H 2 O 排净装置内空气,防止形成爆炸型混合物发生爆炸
【详解】
( 1 )由图可知,甲为分液漏斗,故填:分液漏斗。
( 2 )过氧化氢分解生成水和氧气,是固体和液体不加热的反应,发生装置可选 B ,化学方程式 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 ↑ ,氧气密度比空气大,要收集一瓶干燥氧气,要用向上排空气法收集,且收集之前用浓硫酸干燥,气体的干燥长进短出,故填: 2H 2 O 2 2H 2 O+O 2 ↑ ; e ; f ; c 。
( 3 )实验室加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取甲烷,该反应需要加热,则制取装置为 A ,某同学将一定量的甲烷气体置于盛有氧气的密闭容器中点燃,生成一氧化碳和二氧化碳,设化学方程式为 CH 4 + O 2 x CO+ ( 1- x ) CO 2 +2H 2 O , 反应结束后测得容器中 CO 和 CO 2 的总质量为 37.6 g ,同时测得水的质量为 36 g ,根据化学方程式则有: , x =0.4 ,将 x 代入化学方程式,进行整理将化学计量数变为整数,故化学方程式为 5CH 4 +9O 2 2CO+3CO 2 +10H 2 O ,故填: 5CH 4 +9O 2 2CO+3CO 2 +10H 2 O 。
[ 实验现象与结论 ]
A 装置中黑色固体变为红色, B 装置中无水硫酸铜变为蓝色, C 装置中氢氧化钙溶液变浑浊,说明甲烷与氧化铜反应生成铜,二氧化碳和水,故填: CH 4 +4CuO 4Cu+CO 2 +2H 2 O 。
[ 反思与评价 ]
甲烷是可燃性气体,和空气混合容易发生爆炸,实验时,先向装置中通入一段时间的氮气,再通入甲烷加热的目的是排净装置内空气,防止形成爆炸型混合物发生爆炸,故填:排净装置内空气,防止形成爆炸型混合物发生爆炸。
意义 | 实例C+O2CO2 |
(质的方面)表示反应物、生成物和反应条件 | |
(量的方面) ①表示反应物、生成物之间的质量比各物质间 质量比=相对分子质最与化学计量数的乘积比 ②表示反应物、生成物之间的微粒个数比,即 化学式前的化学计量数之比 |
C+O2CO2 (12×1):(32×1):(41×1) C+O2CO2 1:1:1 |
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