我国国务院在2000年2月批准启动“西气东输”工程，这是我国的一项重大工程，其中“气”是指天然气，主要成分为甲烷（CH4）．（1）实验室中制取甲烷所用的原料为无水醋酸钠和氢氧化钠

Question

我国国务院在2000年2月批准启动“西气东输”工程，这是我国的一项重大工程，其中“气”是指天然气，主要成分为甲烷（CH₄）．

（1）实验室中制取甲烷所用的原料为无水醋酸钠和氢氧化钠，反应的方程式为CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑，推断X的化学式为___，甲烷宜用___（填“向上”或“向下”）排空气法或排水法收集．
（2）如图，集气瓶里盛有甲烷，U形管左右液面相平，将整个装置放置在阳光之下一定时间，液面___，再将该装置放入黑暗中，若观察到液面仍保持原状，即可证明甲烷是___气体．
（3）天然气管道在第一次输送到用户家里时必须先在管道内充满氮气，这样做的原因是___．

Answer 1

（1）在反应CH₃COONa+NaOH═X+CH₄↑中，由质量守恒定律可知，在反应前后元素种类、原子个数都不变．
反应前共2个C原子，反应后现有1个C原子，则X中含有1个C原子；
反应前共4个H原子，反应后有4个H元素，所以X中不含有H原子；
反应前共3个O原子，反应后没有O原子，所以X中含有3个氧原子；
反应前共2个Na原子，反应后没有Na原子，所以X中含有2个钠原子；
则X的化学式为Na₂CO₃．
甲烷的密度小于空气的密度，并且不易溶于水，所以甲烷宜用向下排空气法或排水法收集．
故答案为：Na；向下．
（2）温室气体使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，其结果是地球表面变热起来．所以如图，集气瓶里盛有甲烷，U形管左右液面相平，将整个装置放置在阳光之下一定时间，液面左低右高，再将该装置放入黑暗中，若观察到液面仍保持原状，即可证明甲烷是温室气体．
故答案为：左低右高；温室．
（3）天然气的主要成分是甲烷，甲烷是可燃性气体，当甲烷中混有氧气或空气时点燃有可能会发生爆炸，所以天然气在第一次通过管道输送到用户时，必须在管道内注满氮气，其目的是排净管道内的空气防止爆炸的发生；
故答案为：除去管道中的空气，以防止点燃天然气与空气的混合物时发生爆炸．