甲烷(CH4)气体难溶于水,不与浓硫酸、硫酸铜、碱石灰(氢氧化钠和氧化钙的固体混合物)、澄清石灰水等起反应。甲烷具有还原性,在加热条件下与氧化铜发生反应,生成铜、水和二氧化碳。
某化学小组为验证甲烷的组成,设计了如下图所示实验。 该实验装置气密性良好,实验中所用试剂均足量。
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已知装置 B、C、D、E中分别盛有浓硫酸、白色无水CuSO4固体、碱石灰、澄清石灰水,而且已知白色无水CuSO4固体遇水会变蓝色。
(1)实验步骤:
I.通人甲烷气体。
Ⅱ.点燃酒精灯加热,反应一段时间后,停止加热。
Ⅲ.继续通甲烷至玻璃管冷却。
(2)有关现象:
①A中黑色固体变红色;②C中未见变蓝色;③E中未见出现浑浊。
(3)有关数据:
A中玻璃管及物质总质量/g | B装置及物质总质量/g | D装置及物质总质量/g | |
反应前 | 108.0 | 212.0 | 131.0 |
反应后 | 106.4 | 212.9 | 132.1 |
请回答下列问题:
(1)实验室若用无水醋酸钠固体和碱石灰混合加热制取甲烷,则发生装置类型与 相同。
A.用石灰石与稀盐酸制二氧化碳 B.用过氧化氢制氧气 C.用高锰酸钾制氧气
(2)甲烷还原氧化铜的化学方程式为 。
(3)实验过程中通入甲烷的作用各不相同。步骤 I 是 ; 步骤Ⅱ 是还原氧化铜;步骤Ⅲ是 。
(4)请根据该实验数据列计算式,证明甲烷中不含氧元素。相关计算式为 。