题目内容

英国化学家卡文迪许(H．Cavendish)最早对水的组成进行了实验研究．他于1784年设计了一个抽真空的密封实验装置，使其充满氢气和氧气的混合气体，用电火花引爆，恢复到室温后，发现产物是一定体积的液态水．

(1)写出氢气和氧气反应生成水的文字表达式．

(2)为什么说该实验研究了水的组成？

(3)卡文迪许的实验主要存在什么缺陷？(至少写出两点)

(4)你能设计一个更好的证明水的组成的实验吗？请用文字或图示具体说明．

答案：
解析：

　　(1)氢气＋氧气水

　　(2)因为氢气和氧气都是单质，分别含有氢元素和氧元素，两者发生化合反应后，氢原子和氧原子存在于水中，即可说明水含有氢、氧两种元素

　　(3)①不易定量；②安全性较差，不易操作(其他合理解释均可)

　　(4)电解水装置图(两极仪器可用试管、针筒、量筒等)或文字说明(略)


练习册系列答案
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阅读下列资料，完成本题
1766年，英国化学家卡文迪许用金属锌和稀盐酸制得氢气，并把氢气收集到一个倒置在水槽中的装满水的瓶中．最初，氢气被用于飞艇和载人气球．1937年“兴登堡”号飞艇因为火花引起燃烧，从此，人们改用氦气填充飞艇．工业上氢气主要用来和氮气反应制取氨气（NH3）；还可以用来制备金属，如三氧化钨和氢气加热得到水和金属钨．氢气燃烧时放出大量热，是等质量汽油燃烧放热的3倍；氢气燃烧后的产物是水，不会造成污染，因此，氢气正在成为新兴的能源．工业上，人们常用水和高温的焦炭（C）反应制得一氧化碳和氢气．
（1）物质的性质决定物质的应用，本文中介绍了一些氢气的应用知识，请写出相对应的氢气性质．（用文字表述）用倒置在水槽中的装满水的瓶子收集氢气：
用倒置在水槽中的装满水的瓶子收集氢气--氢气难溶于水
用倒置在水槽中的装满水的瓶子收集氢气--氢气难溶于水
；氢气被用于飞艇和载人气球：
氢气被用于飞艇和载人气球--氢气的密度比空气小
氢气被用于飞艇和载人气球--氢气的密度比空气小
；氢气正在成为新兴的能源：
氢气正在成为新兴的能源--氢气可燃
氢气正在成为新兴的能源--氢气可燃
．
（2）文中分别介绍了一种氢气的实验室制法和工业制法，请写出相应的化学方程式．工业：
C+H2O
 高温 
.
 
 CO+H2
C+H2O
 高温 
.
 
 CO+H2
；实验室：
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
．
（3）配平下列反应化学方程式
①N2+H2
催化剂
加热、加压
NH3
②WO3+H2
高温
W+H2O．
气体的制备：这学期我们已经学会在实验室制取氧气、二氧化碳等气体，熟悉了实验装置的选择、气体的收集，同时能够发现一些规律．
（1）根据装置图回答下列问题（装置用代号表示）：

写出有编号的仪器名称：①
长颈漏斗
长颈漏斗
；②
集气瓶
集气瓶
；③
酒精灯
酒精灯
．实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置可选用
A
A
；实验室制取二氧化碳的发生装置可选用
B
B
．
（2）某实验小组根据所学的气体制备知识来探究SO2气体．下表是三种气体的密度（在0℃、101kPa条件下测定）和溶解度（在20℃、101kPa条件下测定）．
H2 CO2 SO2
密度（g/L） 0.08987 1.975 2.716
溶解度（g） 0.0001603 0.1688 11.28
①若收集SO2气体，选用图1中的
D
D
装置；
②有同学提出SO2气体会污染空气，于是采用图2装置收集SO2，则气体应该从
c
c
（填写导管口代号，下同）导入该装置；
③上述②中排出的尾气还需要用氢氧化钠溶液吸收，以防止污染环境．如果用右图装置盛氢氧化钠溶液吸收尾气，则尾气应该从
c
c
导入该装置．
（3）该实验小组查阅资料发现：大家公认对氢气的发现和研究有过很大贡献的是英国化学家卡文迪许，他于1766年发现用铁和锌等金属作用于盐酸及稀硫酸可制得氢气．同学们提出了如下问题：生成氢气的速率与哪些因素有关呢？请你帮助解决这一问题，填写下表：
猜  想 验 证 方 法
猜想1：
与金属的活动性强弱有关
与金属的活动性强弱有关
将形状和大小都相同的锌片和铁片，分别放入溶质质量分数和温度都相同的稀硫酸中
将形状和大小都相同的锌片和铁片，分别放入溶质质量分数和温度都相同的稀硫酸中
猜想2：
与酸的溶质质量分数有关
与酸的溶质质量分数有关
将形状和大小都相同的两个锌片，分别放入温度相同但溶质质量分数不同的两种稀硫酸中
将形状和大小都相同的两个锌片，分别放入温度相同但溶质质量分数不同的两种稀硫酸中
十八世纪六十年代，英国化学家卡文迪许在实验室用金属锌和稀盐酸制得氢气和氯化锌，并用排水的方法收集到了氢气．初期，氢气被用于飞艇和载人气球．后因失火、爆炸等原因，人们改用氦气填充飞艇．后来，工业上主要用它来和氮气反应制取氨气（NH3）；还可以用来制备金属，例如用氧化铜和氢气加热得到水和金属铜．研究发现，氢气燃烧时放出大量热，是等质量汽油燃烧放热的3倍；氢气燃烧后的产物是水，不会造成污染．因此，氢气将成为最有前景的能源．目前，工业上人们常用水和高温的焦炭（C）反应制得氢气和一氧化碳．
通过学习知道，物质的性质决定物质的应用，如上介绍了一些氢气的应用知识，请在表中写出相对的氢气的性质．（用简要的文字表述）
氢气的性质的应用 氢气对应的性质
1）用排水的方法收集氢气
2）氢气被用于飞艇和载人气球
3）氢气用来制金属铜
4）氢气将成为最有前景的能源
气体的制备：这学期我们已经学会在实验室制取氧气、二氧化碳等气体，熟悉了实验装置的选择、气体的收集，同时能够发现一些规律．
（1）根据装置图回答下列问题（装置用代号表示）：

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写出有编号的仪器名称：①______；②______；③______．实验室用高锰酸钾制取氧气的发生装置可选用______；实验室制取二氧化碳的发生装置可选用______．
（2）某实验小组根据所学的气体制备知识来探究SO2气体．下表是三种气体的密度（在0℃、101kPa条件下测定）和溶解度（在20℃、101kPa条件下测定）．
H2 CO2 SO2
密度（g/L） 0.08987 1.975 2.716
溶解度（g） 0.0001603 0.1688 11.28
①若收集SO2气体，选用图1中的______装置；
②有同学提出SO2气体会污染空气，于是采用图2装置收集SO2，则气体应该从______（填写导管口代号，下同）导入该装置；
③上述②中排出的尾气还需要用氢氧化钠溶液吸收，以防止污染环境．如果用右图装置盛氢氧化钠溶液吸收尾气，则尾气应该从______导入该装置．
（3）该实验小组查阅资料发现：大家公认对氢气的发现和研究有过很大贡献的是英国化学家卡文迪许，他于1766年发现用铁和锌等金属作用于盐酸及稀硫酸可制得氢气．同学们提出了如下问题：生成氢气的速率与哪些因素有关呢？请你帮助解决这一问题，填写下表：
猜  想 验 证 方 法
猜想1：______ ______
猜想2：______ ______
十八世纪六十年代，英国化学家卡文迪许在实验室用金属锌和稀盐酸制得氢气和氯化锌，并用排水的方法收集到了氢气．初期，氢气被用于飞艇和载人气球．后因失火、爆炸等原因，人们改用氦气填充飞艇．后来，工业上主要用它来和氮气反应制取氨气（NH3）；还可以用来制备金属，例如用氧化铜和氢气加热得到水和金属铜．研究发现，氢气燃烧时放出大量热，是等质量汽油燃烧放热的3倍；氢气燃烧后的产物是水，不会造成污染．因此，氢气将成为最有前景的能源．目前，工业上人们常用水和高温的焦炭（C）反应制得氢气和一氧化碳．
通过学习知道，物质的性质决定物质的应用，如上介绍了一些氢气的应用知识，请在表中写出相对的氢气的性质．（用简要的文字表述）
氢气的性质的应用 氢气对应的性质
1）用排水的方法收集氢气
2）氢气被用于飞艇和载人气球
3）氢气用来制金属铜
4）氢气将成为最有前景的能源

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