Question

（2011?内江三模）四川省盛产天然气．某研究小组研究甲烷被空气催化氧化的规律．以下是研究报告的部份内容，请你完成相关的内容：
A、提出假设．反应产物可能有：
猜想①一氧化碳；猜想②甲醇；猜想③甲醛； 猜想④甲酸；猜想⑤水；猜想⑥炭；猜想⑦二氧化碳．
B、查阅资料．①RCHO遇强碱生成RCH₂OH和RC00H；②甲酸分子中含有醛基．
C、实验探究．
（一）主要药品：略
（二）实验装置：见下图（铁架台、酒精灯未画出），请在D方框内画出装有碱石灰的球形干燥管（含连接仪器）

实验操作：

序号	实验内容要点	实验现象，	结论及解释
（1）	加热后，缓慢通气体	E中澄清石灰水不变浑浊，G中澄清石灰水变浑浊	猜想 ① 成立
（2）	将D装置取走，连接好其余装置， 继续反应	观察到E中澄清石灰水始终不 变浑浊	猜想 ⑦ 不成立
（3）	用pH试纸测C中混和物pH	pH试纸变为 浅红或是红 色，pH=3	猜想④成立．
（4）	取C中适量混和液，滴加稍过量 碳酸氢钠溶液蒸馏，取馏出物 ，再与银氨溶液反应	出现银镜	猜想③成立，银镜反应离子方程式为 HCHO+2[Ag（NH3）2]++2OH- △ HCOO-+NH4++3NH3+H2O+2Ag
	…	…	…

交流与评价
I、研究小组甲、乙、丙、丁、戊五人有以下叙述，其中叙述正确的是

乙、丙、戊

．
甲、A装置太复杂，用H装置代替  
乙、A装置虽复杂，但也不能用H装置代替
丙、B装置中的细长铁管内，将催化剂分散在SiO₂中的主要目的是：增大气体和催化剂的接触面积，加快反应速度
丁、猜想⑤是不需要经过实验证明就成立的．
戊、在B和C置之间增加I装置，昉止倒吸
II、B中自动恒温电加热器可任设某一温度，若再补充部份仪器，可研究

催化剂活性最强时的温度或不同温度下甲烷的妆化率或是不同温度下的反应速率或同温度下不同催化剂的催化效果等

（任答一点）

Answer 1

分析：实验操作：（1）一氧化碳不能使石灰水变浑浊，但是可以和氧化铜反应生成能使石灰水变浑浊的二氧化碳；
（2）二氧化碳能使石灰水变浑浊；
（3）甲酸是一元弱酸，能使pH试纸变为浅红或是红色；
（4）甲酸可以和碳酸氢钠发生反应，醛能和银氨溶液反应生成银镜．
交流与评价：Ⅰ、甲、A装置和H装置的用途不一样，要根据作用来选择装置；
 乙、A装置和H装置的用途不一样，要根据作用来选择装置；
丙、催化剂能加快反应速度，根据催化效果来判断；
丁、猜想⑤需要经过实验证明是否成立；
戊、I装置是一个安全瓶，可以昉止倒吸．

解答：解：实验操作：（1）E加热后，缓慢通气体，E澄清石灰水不变浑浊，G中澄清石灰水变浑浊则说明气体中本身不含有二氧化碳，而一氧化碳不能使石灰水变浑浊，却可以和氧化铜反应生成能使石灰水变浑浊的二氧化碳，故答案为：①；
（2）将D装置取走，连接好其余装置，继续反应，观察到E中澄清石灰水始终不变浑浊，二氧化碳能使石灰水变浑浊，则一定不含有二氧化碳，证明⑦一定不成立，故答案为：⑦；
（3）甲酸是一元弱酸，该酸能使pH试纸变为浅红或是红色，故答案为：浅红或是红；
（4）甲酸可以和碳酸氢钠发生反应，除去甲酸可以用碳酸氢钠，甲醛能和银氨溶液反应生成银，即：HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag，故答案为：HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag，故答案为：碳酸氢钠溶液蒸馏，取馏出物；HCHO+2[Ag（NH₃）₂]++2OH^-

△

HCOO^-+NH₄⁺+3NH₃+H₂O+2Ag；
交流与评价：
Ⅰ、甲、A装置和H装置的用途不一样，要根据作用来选择装置，A装置太复杂，可以实现用空气的二氧化碳处理，反应物的充分混和等方面的作用，H装置不能代替，故甲错误；
 乙、A装置和H装置的用途不一样，要根据作用来选择装置，A装置虽复杂，但也不能用H装置代替，故乙正确；
丙、催化剂能加快反应速度，将催化剂分散在SiO₂中可以增大气体和催化剂的接触面积，故丙正确；
丁、猜想⑤需要经过实验证明是否成立，现存数据无法说明该猜想的结论，故丁错误；
戊、I装置是一个安全瓶，在B和C置之间增加I装置，可以有效的昉止倒吸，故戊正确．
故答案为：乙、丙、戊；
Ⅱ、催化剂的催化活性受温度的影响，每一种催化剂均有自己的催化效果最佳温度，自动恒温电加热器可任设某一温度，再补充部份仪器，还可以研究催化剂活性最强时的温度或不同温度下甲烷的妆化率或是不同温度下的反应速率或同温度下不同催化剂的催化效果等，
故答案为：催化剂活性最强时的温度或不同温度下甲烷的妆化率或是不同温度下的反应速率或同温度下不同催化剂的催化效果等．

点评：本题是一道关于甲烷性质的实验知识题目，要求学生具有分析和解决问题的能力，综合性强，难度大．