2017年5月,我国在南海海域成功开采可燃冰。可燃冰外观像冰,主要成份是甲烷水合物(甲烷分子和水分子组成),可表示为 CH4•nH2O,在开采过程中,若甲烷泄漏会导致严重的温室效应。
某化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,设计实验探究:
[提出问题]甲烷燃烧后生成哪些物质?
[查阅资料]①含碳元素的物质完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;
②白色无水CuSO4粉末遇水变蓝色;
③CO与人体内的血红蛋白结合,会造成人中毒缺氧。
[猜想与假设]猜想一:CO2、H2O. 猜想二:CO、H2O;猜想三:CO2、CO、H2O
[实验探究]将甲烷在一定量的纯净氧气中燃烧的产物依次通过C﹣G装置(部分夹持、固定装置省略)进行验证:
(1)装置A、B中标有数字的仪器名称 ① ,② 。
若选用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取氧气,应选用的发生装置是 ;该反应的化学方程式为 ;
(2)实验过程中观察到C中白色粉末变为蓝色,D、G中澄清石灰水变浑浊,F中红色粉末变成黑色,由此推断猜想 成立。
(3)实验过程中D装置的作用是 ;该反应的化学方程式是 。
(4)实验过程中用纯净O2而不用空气的原因是 。
(5)实验过程中C、D装置的顺序不能颠倒,原因是 。
[反思与交流]日常生活中,使用含碳燃料一定要注意通风,防止 中毒。
阅读下面科普短文
人类目前所消耗的能量主要来自化石能源,化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化形成的。化石燃料燃烧时产生的一些物质,如一氧化碳、二氧化硫、未燃烧的碳氢化合物及炭粒、氮的氧化物等排放到空气中,会对空气造成污染。二氧化硫和氮的氧化物在空气中发生反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨。
天然气是一种重要的化石能源,主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物,其中最主要的是甲烷。不同地区天然气的主要成分有较大差异,我国部分地区天然气的主要成分如下表所示:
CH4 |
C2H6 |
C3H8 |
CO2 |
N2 |
H2S |
|
西南油田 |
93.1098 |
3.8914 |
0.1447 |
1.3092 |
0.5341 |
﹣ |
华北油田 |
80.8430 |
9.7326 |
5.7538 |
0.9288 |
0.3200 |
﹣ |
陕甘宁油田 |
95.9500 |
0.9675 |
0.1367 |
1.5038 |
﹣ |
0.0002 |
注:1.表中数据均表示体积分数。2.“﹣”表示含量过低,当前所用仪器未检出。
天然气的用途非常广泛,可作为燃料直接使用。天然气在不同设备中燃烧产生的污染物的含量也不尽相同,几种常见设备中天然气燃烧时产生的污染物(kg/Mm3)如图所示:
现代社会对能量的需求量越来越大,化石能源日渐枯竭,人们正在利用和开发其他能源。这些能源的利用,可以部分解决化石能源面临耗尽的问题,并在一定程度上减少了对环境的污染。
依据文章内容,回答下列问题。
(1)化石燃料是 (填“可再生”或“不可再生”)能源,主要包括 、 和天然气。
(2) 油田的天然气中丙烷(C3H8)含量最高,写出丙烷完全燃烧的化学方程式 。
(3)氮的氧化物排放到空气中可形成酸雨,酸雨是pH< 的降雨。
(4)在电厂、工业锅炉和民用采暖设备中天然气燃烧效率最低的是 。
A.电厂 B.工业锅炉 C.民用采暖设备
(5)甲烷除用作燃料外,在工业上也有重要的用途。科学家探索出在一定条件下用甲烷为原料制成了金刚石,写出该反应的化学方程式 。
金属与人类生活密切相关,回答下列问题。
(1)铯原子钟300年误差不超过5秒。铯元素在元素周期表中的信息如图所示,则铯的相对原子质量是 。
(2)将黄铜片和纯铜片相互刻画,发现纯铜片表面留下较深的划痕,则它们的硬度大小关系是:纯铜 黄铜(填“>”、“<”或“=”)。
(3)金属资源储量有限,而且不可再生。下列措施能够减缓金属消耗速度的是 。
A.回收利用废旧金属
B.加大对金属矿物的开采,提高金属产量
C.寻找和开发金属的替代品
D.提高金属制品的的防腐能力,延长金属制品的使用寿命
(4)铁是目前世界年产量最高的金属,但易生锈,写出用稀盐酸除铁锈的化学方程式 。
(5)往硝酸银溶液中加入一定量的锌和铜的混合物,充分反应后,过滤,滤液为蓝色,则滤液中一定含有的金属离子是 。
如图是甲、乙、丙三种固体物质(均不含结晶水)的溶解度曲线,回答下列问题。
(1)P点表示在温度为t1℃时,三种物质的溶解度 。
(2)t2℃时,在温度不变的情况下要将丙的不饱和溶液变成饱和溶液的方法是 (任写一种)。
(3)t2℃时,将25g甲固体加入到50g水中,充分溶解并恢复到原温度后,所得溶液的质量是 g。
(4)t3℃时,三种物质的溶解度由大到小的顺序为 。
(5)将t3℃时丙的饱和溶液降温到t2℃,溶液中溶质的质量分数 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
某袋装食品的脱氧剂由活性炭、铁粉和食盐混合而成,三者质量比为2:2:1.现用该脱氧剂进行实验,回答下列问题:
(1)将该脱氧剂加入盐酸中,发生反应的化学方程式为 。
(2)打开失效的脱氧剂小袋,发现里面出现了红褐色物质,该物质的主要成分是 (填化学式)。5.0g未经使用的该脱氧剂最多能够吸收氧气 g。
(3)用电子秤称取7.20g完全失效后的脱氧剂放入烧杯中,加入足量稀硝酸,充分溶解后过滤,滤渣为黑色粉末。向所得滤液中加入足量AgNO3溶液,充分反应产生的沉淀质量为2.87g。列式计算该失效脱氧剂中NaCl的质量分数(计算结果精确到0.1%)。
某化学兴趣小组利用“化学喷泉”设计了如下实验:20℃时,用250mL圆底烧瓶收集一瓶纯净的CO2,按如图组装装置。用注射器缓缓注入3mL NaOH溶液,轻轻振荡烧瓶,打开止水夹,玻璃导管尖嘴处很快产生“喷泉”,与此同时,C、E装置中发生连锁反应。回答下列问题:
(1)图中仪器X的名称是 。
(2)注入NaOH溶液后,烧瓶内发生反应的化学方程式是 。
(3)“连锁反应”后,C试管中溶液的颜色变化为 ;E试管中的现象为 ,反应的化学方程式为 。
(4)实验结束后,同学们发现圆底烧瓶中溶液呈红色,由此认为烧瓶中一定还有NaOH剩余,你认为是否正确? ,说明原因: 。