Question

【題目】天然氣是一種比較清潔的化石能源，主要成分為甲烷。現對甲烷的制取、性質、應用做以下研究，請回答相關問題。（制取研究）

查閱資料得知：①通常情況下，甲烷是一種無色無味難溶于水的氣體，密度比空氣��；

②實驗室常用無水醋酸鈉（CH3COONa）和堿石灰（發生反應的是其中的氫氧化鈉）兩種固體藥品，研磨均勻混合，通過加熱制取甲烷，同時還生成碳酸鈉。

在實驗室中：（1）可用于制取甲烷的發生裝置為_____（填字母）。

（2）可用于收集甲烷的裝置為_____（填字母）。

（3）制取甲烷的化學方程式：_____。

（4）可用水將F中氣體壓出，通入G中，那么，水應從端_____（填“a”或“b”）注人。

（5）點燃后，燒杯內壁看到的現象是_____，同時還生成二氧化碳氣體，請設計一個簡單實驗證明：_____。

（6）（應用研究）尿素[CO（NH2）2]是一種常用氮肥。下圖是利用甲烷制尿素的主要流程：

設備I中分離氮氣和氧氣的過程發生了_____（填“物理變化”或“化學變化”）。

（7）設備Ⅲ中產生并分離開CO2和H2，進入下一設備使用，依據流程圖可判斷進入設備VI的是_____。

（8）設備V中的氣體，可以循環利用的是_____。

Answer 1

【答案】B D或E b 燒杯內壁有水霧出現 將燒杯倒過來，滴入幾滴澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳 物理變化 CO2 H2和N2

【解析】

（1）無水醋酸鈉和堿石灰中的氫氧化鈉兩種固體藥品通過加熱制取甲烷是固體受熱反應生成氣體，應選擇固體受熱發生裝置，即裝置B，故填B。

（2）甲烷是一種難溶于水的氣體，所以收集甲烷可選擇排水法，即裝置E，且甲烷的密度比空氣小，所以收集甲烷還可以選擇向下排空氣法，即裝置D，故填D或E。

（3）無水醋酸鈉和氫氧化鈉在加熱的條件下反應生成甲烷和碳酸鈉，故反應的化學方程式寫為：CH3COONa+NaOHCH4↑+Na2CO3。

（4）氣體的密度小于水的密度，用水將F中氣體壓出，則密度大的水應從長管，即b管注入，才能使密度小的氣體沿短管導出，故填b。

（5）甲烷燃燒后生成水和二氧化碳，同時放出熱量，生成的水獲得熱量轉化為水蒸氣，水蒸氣遇到干冷燒杯在燒杯內壁冷凝成水霧，所以觀察到的現象是燒杯內壁有水霧出現，故填燒杯內壁有水霧出現；

二氧化碳能與澄清石灰水中的氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀使澄清石灰水變渾濁，所以證明甲烷燃燒后生成二氧化碳的方法是將燒杯倒過來，滴入幾滴澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳，故填將燒杯倒過來，滴入幾滴澄清石灰水，振蕩，石灰水變渾濁，說明生成二氧化碳。

（6）設備I將空氣中的氮氣與氧氣進行了分離，是混合物的分離過程，沒有生成新物質，屬于物理變化，故填物理變化。

（7）設備VI中生成的尿素由碳、氮、氧、氫四種元素組成，設備V中進入設備VI的物質是氨氣，氨氣中僅含有氮元素與氫元素，則設備III進入設備VI中的物質中應該含有碳元素與氧元素，所以該物質為設備Ⅲ中產生并分離出的CO2，故填CO2。

（8）設備V將NH3、N2、H2進行了分離，其中的NH3進入設備VI生成尿素，則N2、H2進入設備IV重新生成NH3，即其中可以循環利用的是H2和N2，故填H2和N2。