甲烷(CH4)与CO的性质有诸多相似处:难溶于水、具有可燃性等。下图A装置烧瓶内储存的气体可能是CO、CO2、CH4中的一种或几种,为确定烧瓶内气体的成分,同学进行如下实验:
资料:CH4与CuO在加热条件下反应,生成一种金属单质、二氧化碳和水:NaOH溶液能与CO2反应:
Ⅰ.装置B的玻璃管中盛入足量的CuO固体;
Ⅱ.将3.0g足量的NaOH浓溶液通过分液漏斗滴入烧瓶中,充分反应;
Ⅲ.按A→C→B→C→…的顺序连接成装置图乙,打开K1,从K1处通入氮气,再打开K2,加热B装置中足量的CuO固体,充分反应(反应前装置内空气已排尽);
Ⅳ.反应结束后,测得烧瓶中物质的质量为3.1g,B装置中固体的质量减少了0.48g,第二个C装置的质量增加了0.18g
(1)写出CH4与CuO反应的化学方程式_______________;其中CH4具有的性质为______;
(2)步骤中通入氮气的作用是_______________;玻璃管中的现象是____________;
(3)两个装置C中试剂应相同,第一个装置C中试剂的作用是___________;
(4)通过数据分析,烧瓶中气体的成分是________,质量比为_____。
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甲烷(CH4) 与CO、H2的性质有诸多相似处:难溶于水、具有可燃性等。而CO、H2都能还原金属氧化物,那么甲烷(CH4)能否还原氧化铜?若能反应,产物有哪些?校兴趣小组针对于此,称取4. 0g氧化铜粉末,展开探究:
[查阅资料]①无水CuSO4为一种白色固体,其遇水变蓝;
②Cu和Cu2O均为红色固体,且。
[进行实验]甲同学组装装置并检查其气密性良好。通入纯净、干燥的CH4后,乙同学提醒CH4有可燃性,在点燃A处酒精喷灯前,需从C装置后尖嘴导管处收集气体并______________。D处燃着酒精灯的作用主要是处理多余的CH4,请写出发生反应的化学方程式___________。
[实验现象] A中黑色粉末逐渐变红; B中白色固体变蓝; C中澄清石灰水变浑浊。
[产物分析]结合实验现象,可以判断:甲烷能够还原氧化铜。
甲同学认为:实验后,装置A中所得红色固体全部为单质铜,并结合装置B、C实验现象,书写出甲烷与氧化铜反应完全转化为单质铜的化学方程式_______________________。
乙同学认为:实验后,装置A中所得红色固体并不一定全部为单质铜,理由是_______________________。
[定量测定]
小组同学待装置冷却后,停止通CH4,测得A中红色粉末的质量为3.4g.若CH4将4.0g,氧化铜完全还原为铜单质,则理论上所得铜单质的质量应该为_______________________;故所得红色粉末中一定含有氧化亚铜。
另一小组为进一步确定该红色粉末中氧化亚铜的质量,该小组同学将上述3.4g红色粉末置于试管中加入足量稀硫酸,加热并充分振荡,静置。观察到:红色固体逐渐减少,但未完全溶解,溶液由无色变蓝色。再将实验所得物质进行过滤、洗涤、干燥,称量,最终所得红色固体的质量为2.4g。通过计算确定原3.4g红色固体中氧化亚铜的质量(请写出计算过程)_____________________。
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可燃冰将成为未来新能源,其中主要含有甲烷水合物。甲烷(CH4)通常为无色无味气体,难溶于水,密度比空气小,实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取。下图是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置,请回答下列问题:
(1)请写出图中标有数字①的仪器名称:___________;
(2)实验室制取甲烷的发生装置应选用________(请填装置字母代号);
(3)有人提出收集甲烷时最好选用D装置而不是E装置,你认为其主要原因可能是_________。
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可燃冰将成为未来新能源,其中主要含有甲烷水合物。甲烷(CH4)通常为无色无味气体,难溶于水,密度比空气小,实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰固体混合物的方法来制取。下图是几种实验室制取气体的发生装置和收集装置,请回答下列问题:
(1)请写出图中标有数字①的仪器名称:___________;
(2)实验室制取甲烷的发生装置应选用________(请填装置字母代号);
(3)有人提出收集甲烷时最好选用D装置而不是E装置,你认为其主要原因可能是_________。
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甲,乙两位同学在学习甲烷性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等。H2和CO具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?为了验证甲烷是否具有还原性,乙同学设计如图所示装置并进行实验:
[实验装置]
[实验步骤](假设药品都是足量的)
①分别称量装置A,B,C的质量;
②再次分别称量装置A,B,C的质量;
③向玻璃管中装入CuO,通入一段时间的CH4;
④停止加热,继续通入CH4至冷却到室温;
⑤缓缓通入足量的CH4,加热装置A,使其充分反应。
其合理的操作顺序是_____(填序号)。甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是_____。
[进行实验]乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据:
装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊;称量数据如表所示。
A中玻璃管(含药品)质量 | 装置B的质量 | 装置C的质量 | |
反应前 | 150 g | 156.6 g | 256.8 g |
反应后 | 147.2 g | 158.4 g | 257.9 g |
[现象分析与数据处理]
根据装置A,B,C中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是_____。
[实验结论]
(1)CH4 _____(填“有”或“没有”)还原性;
(2)根据实验数据,甲同学提出甲烷与氧化铜反应的产物中还含有_____;
(3)装置A中发生的反应化学方程式为_____。
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甲、乙两位同学在学习甲烷的性质时,发现甲烷与氢气和一氧化碳在性质上有很多相似之处,如密度比空气小,难溶于水,具有可燃性等。但H2和CO都具有还原性,那么甲烷有没有还原性呢?为了验证甲烷是否具有还原性,乙同学设计以下实验装置并进行实验探究:
[实验装置]
[查阅资料]白色无水CuSO4遇水变蓝,有吸水性。
[实验步骤](假设药品都是足量的,氢氧化钠溶液的作用是防止空气中的CO2进入装置C)
①分别称量装置A、B、C的质量;②向玻璃管中装入CuO;③先通一段时间的CH4,再加热装置A,使其充分反应;④停止加热,继续通入CH4至玻璃管冷却到室温;⑤再次分别称量装置A、B、C的质量。
先通一段时间的CH4,再加热装置A的目的是_____。甲同学认为还缺少一个步骤,缺少的步骤是_____。
[进行实验]乙同学按照正确的步骤进行实验,并记录了实验现象和数据
装置A中的黑色粉末变红;装置B中白色粉末变蓝;装置C中石灰水变浑浊;称量数据如下表所示
装置A中玻璃管(含药品)的质量 | 装置B的质量 | 装置C的质量 | |
反应前 | 150g | 156.6g | 256.8g |
反应后 | 147.2g | 158.4g | 257.9g |
[现象分析与数据处理]
根据装置ABC中的现象可推知,CH4与CuO充分反应后的产物依次是_____、_____、_____。
[实验结论]
(1)CH4_____ (填“有”或“没有”)还原性。
(2)根据实验数据,甲同学提出甲烷与氧化铜反应的产物中还有一氧化碳,生成一氧化碳的质量为_____克。
(3)装置A中发生反应的化学方程式为_____。
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下列对甲烷性质的描述,属于化学性质的是
A. 极难溶于水 B. 具有可燃性
C. 标准状况下,密度比空气小 D. 通常为无色、无味的气体
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