Question

6．由于大量使用一次性塑料方便袋而造成的“白色污染”已成为一个严重的社会问题．某化学研究小组的同学对某种塑料袋的组成进行分析研究（资料显示该塑料只含C、H两种元素）．他们设计了下图所示的实验装置，使该塑料试样在纯氧中完全燃烧，观察实验现象、分析有关数据、推算元素含量．（碱石灰是氢氧化钠和氧化钙的混合物．浓硫酸能吸收水分）

（1）实验装置中有一处明显错误，请写出改正方法装置B中前面导气管应插入液面下，后面导气管应刚好透过瓶塞
（2）装置A中反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑
（3）装置E中的现象是澄清石灰水变浑浊，装置F的作用防止空气中的二氧化碳和水进入E中，使测量结果不准确．
（4）若装置C的玻璃管中放入的塑料试样质量为5.9g，塑料试样充分燃烧后，装置D增重7.2g，则该塑料试样中含氢元素的质量为0.8克．
（5）假设塑料的组成为C_xH_y，则装置C的玻璃管中反应的化学方程式为4CxHy+（4x+y）O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$4xCO₂+2yH₂O．（化学计量数用含x、y的代数式表示，且可以是分数）．
（6）若装置中没有连接装置B，将使该塑料试样中氢元素的质量测算结果偏大（ 填“偏小”、“偏大”或“无影响”）．

Answer 1

分析 （1）根据装置B主要作用是干燥作用，导气管应长进短出分析．
（2）过氧化氢在二氧化锰存在下常温下可以生成氧气和水，据此写出反应的化学方程式．
（3）根据题意塑料是由碳、氢元素组成，经过燃烧后生成二氧化碳和水．
（4）根据氢元素质量守恒进行解答．方程式书写关键要注意条件和配平．
（5）根据氢的含量是通过生成的水的质量来计算的分析．

解答 解：（1）装置B是干燥装置，导气管长短有误，不能起到干燥气体的作用，同时气体不能进入后面装置．所以改正为：装置B中前面导气管应插入液面下，后面导气管应刚好透过瓶塞
（2）过氧化氢在二氧化锰存在下常温下可以生成氧气和水，反应的方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）塑料是由碳、氢元素组成，经过装置C燃烧后生成二氧化碳和水．二氧化碳通过石灰水生成沉淀而使溶液变浑浊，反应的方程式是：CO₂+Ca（OH）₂═CaCO₃↓+H₂O；根据实验目的可知，实验要通过测生成的二氧化碳和水的质量来计算碳、氢的质量，所以F装置主要作用是防止空气中的二氧化碳和水进入E中，使测量结果不准确．
（4）根据氢元素质量守恒知，塑料中氢元素的质量即为水中氢元素的质量，为7.2g×$\frac{2}{18}$×100%=0.8g，塑料是碳氢物质，燃烧生成二氧化碳和水，有机物的配平顺序“C→H→O”，在配平时，如果计量数出现分数，则再通分，故配平后为：4CxHy+（4x+y）O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$4xCO₂+2yH₂O．
（5）氢元素的质量是通过装置D吸收水来测定的，如果没有B装置，将使装置D质量增大，致测定的水的质量偏大，根据质量守恒定律知，氢元素质量也将偏大．
故答案为：（1）装置B中前面导气管应插入液面下，后面导气管应刚好透过瓶塞；（2）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；（3）澄清石灰水变浑浊，防止空气中的二氧化碳和水进入E中，使测量结果不准确；（4）0.8，4CxHy+（4x+y）O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$4xCO₂+2yH₂O；（5）偏大．

点评 本题是实验探究题，考查了化合物中碳元素和氢元素的验证过程和根据化学式的计算，综合性极强，只要看清反应的实质较易解答该题．