题目内容

10．某研究性学习小组的同学用电解水的方法测定水的组成后，提出问题：“测定水的组成还有其他的方法吗？”经过讨论后，得到了肯定的答案，邀请你一起对此展开探究．

【查阅资料】D装置球形管中碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙．它们不但能吸收水，还能吸收CO2，写出氢氧化钠与 CO2反应的化学方程式2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O
【设计方案】甲同学利用氢气还原氧化铜的原理和上图装置及药品进行实验（操作规范）．A 装置中发生反应的化学方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
【分析交流】当玻璃管中固体由黑色转变为红色时，实验后测得：
①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了 1.6g；
②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g，用此数据算得水中H、O元素的质量比为，而由水的化学式算得 H、O元素的质量比为1：8．
【数据处理】在实验过程中产生氢气 0.2g，共消耗稀硫酸 50g，请依据化学方程式求出该硫酸溶液中溶质的质量分数．
【分析交流】针对上述结果与理论值有偏差，乙同学认为：该装置存在缺陷，此观点得到了大家的认同，你对此改进的方法是（假设生成的水完全被 D 中碱石灰吸收，装置内空气中的水蒸气、CO2忽略不计）．

分析 【查阅资料】根据氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水进行分析；
【设计方案】根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气进行分析；
【分析交流】根据“①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g”，则可推测算得水中氧元素的质量，氢元素的质量；
【数据处理】根据化学方程式和生成氢气的质量计算参加反应的硫酸的质量，然后计算质量分数；
【分析交流】因为空气中的水、二氧化碳进入了干燥管，影响了结果，所以应该在D装置后面再连接一个干燥管，这样能够防止空气中的水和二氧化碳进入D中．

解答 解：【查阅资料】氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠和水，化学方程式为：2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
【设计方案】锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，化学方程式为：Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
【分析交流】根据“①装置C的玻璃管和其中固体的总质量在反应后减少了1.6g；②装置D的干燥管和其中物质的总质量在反应后增加了1.82g”，则可推测算得水中氧元素的质量是1.6g，氢元素的质量是1.82g-1.6g=0.22g，则水中H、O元素的质量比为：0.22g：1.6g=1.1：8，由水的化学式算得H、O元素的质量比为：（1×2）：（16×1）=1：8；
【数据处理】设参加反应的硫酸质量为x
Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
     98        2
      x        0.2g
     $\frac{98}{x}$=$\frac{2}{0.2g}$
      x=9.8g
所以该硫酸溶液中溶质的质量分数为：$\frac{9.8g}{50g}$×100%=19.6%；
【分析交流】因为空气中的水、二氧化碳进入了干燥管，影响了结果，所以应该在D装置后面再连接一个干燥管，这样能够防止空气中的水和二氧化碳进入D中．
故答案为：【查阅资料】2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O；
【设计方案】Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑；
【分析交流】1.1：8，1：8；
【数据处理】所以该硫酸溶液中溶质的质量分数为19.6%；
【分析交流】在D装置后面再连接一个干燥管．

点评 通过计算可以确定物质的组成，这是近年来常考的内容之一，既是重点、又是难点，要仔细领会、全面掌握．

练习册系列答案
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20．实验是科学探究的重要途径，请根据如图所示的实验回答有关问题：

（1）某同学用A装置测定空气中氧气的含量，其化学反应方程式是4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5．通过水量法测得硬质玻璃管的容积为32.0mL，为保证实验效果，注射器内至少预留7ml空气，若最终得到的实验数据小于21%，可能的原因是装置漏气（写出一点）．
（2）在B实验中的其它实验操作均正确的前提下，该操作将导致所配溶液溶质质量分数偏大（填“偏大”、“偏小”或“不变”）．
（3）表面光亮的细铁丝放入C中，一段时间后C中的现象为铁丝生锈，U形管左高右低．
1．根据下列装置图回答问题：

（1）若选择A用氯酸钾和二氧化锰的混合物制氧气，需要添加一种玻璃仪器为酒精灯，同时对A装置需进行一下改正，改正的方法是试管口略低于试管底部，该反应的化学方程式为2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑．
（2）实验室制氨气（NH3）也可以用上述（1）改正后的发生装置，请同学们猜测一下制氨气所用药品的状态是固态．已知氨气是一种密度比空气小，极易溶于水的、有强烈刺激性气味的气体，其水溶液为氨水，收集氨气的装置最好选择G，不选F，选G的优点是吸收氨气，防止氨气逸出污染空气；
（3）用过氧化氢和二氧化锰制取氧气时，往往选用C装置来代替B装置，原因是C装置能控制反应速率
（4）小华在实验室制取二氧化碳，在加入药品时使用了浓度较大的盐酸，那么他制得气体中混入的杂质是氯化氢气体和水蒸气．她要除去杂质，得到纯净干燥的二氧化碳，需将发生装置的导管口与下列所选装置的导管口相连接的顺序是ghab，然后再通入集气瓶中．写出除去杂质的化学反应方程式NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑．
18．下列应用、相应原理（用方程式表示）及其基本反应类型均正确的（　　）
A．Ca（OH）2用于治疗胃酸过多2HCl+Ca（OH）2═CaCl2+2H2O复分解反应
B．干粉灭火器的工作原理2NaHCO3$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na2CO3+H2O+CO2↑分解反应
C．拉瓦锡测定空气中氧气的含量2P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5
D．炭粉还原氧化铜C+2CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$2Cu+CO2↑
5．中考复习阶段，某同学梳理了以下知识：
①向洗净的碎鸡蛋壳中加入食盐水制二氧化碳；
②生活中通过煮沸降低水的硬度；
③氯化铵与草木灰（碱性）混合使用，可以增加肥效；
④用热修补的方式修补酚醛塑料（俗称电木）；
⑤煤燃烧生成的有毒气体二氧化硫溶于雨水形成酸雨；
⑥蒸发溶液时，等到水全部蒸干才移走酒精灯．
以上说法正确的是（　　）
A．②⑤B．①③⑥C．③④D．②④⑤
15．氨对工业及国防具有重要意义，下图为某化学小组同学模拟工业合成氨原理设计如图实验．
完成以下实验中相关问题：
（1）检查装置气密性．
（2）关闭ac，打开b，从长颈漏斗中加入稀盐酸，A中发生反应生成氢气的化学方程式为Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑，在E出口处收集H2并验纯．
（3）关闭a、b、c在盛满空气的多孔玻璃钟罩内用激光点燃足量白磷，此操作的目的是除去空气中的氧气得到较纯净的氮气．
（4）待多孔玻璃钟罩冷却到室温，先打开a，再加热D处的酒精灯，最后打开止水夹c，H2、N2在催化剂的作用下生成NH3，该反应的化学方程式为N2+3H2$\underset{\stackrel{催化剂}{=}}{加热}$2NH3．实验过程中C装置的作用是除去水蒸气，E装置的现象为酚酞试液变红，此现象说明NH3溶于水后溶液呈碱性．
（5）实验室用固体Ca（OH）2和固体NH4Cl混合在加热条件下制NH3，应选用如图哪个装置B（填“A”或“B”），该反应的化学方程式为Ca（OH）2+2NH4Cl$\underset{加热}{=}$CaCl2+2H2O+2NH3↑．
7．利用废旧电池铜帽（含Zn）可制取海绵铜（Cu），同时得到硫酸锌溶液，主要流程如下．

已知：Cu+H2O2+H2SO4═CuSO4+2H2O
（1）溶液A为H2SO4．
（2）溶液C中溶质为CuSO4、ZnSO4、H2SO4．
（3）过程③发生反应的化学方程式为Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑．
4．写出下列反应化学方程式
（1）锌和稀硫酸反应Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
（2）氢氧化钠和稀盐酸HCl+NaOH═NaCl+H2O
（3）铜和硝酸银溶液Cu+2AgNO3═Cu（NO3）2+2Ag．
5．某研究小组发现，维C泡腾片（保健品，主要成分见图1）溶于水，有许多气泡产生（如图2）．该小组同学进行如下探究：
探究一：该气体的成分．
【猜想与假设】
小华说：该气体可能是CO2、O2、CO、H2、N2中的一种或几种．
小明说：不可能含有N2，因为：根据质量守恒定律（或化学反应前后元素种类不变），反应物中不含氮元素
小芳说：不可能含有CO和H2，因为从药品安全角度考虑，H2易燃易爆，CO有毒
经讨论，最后该小组同学认为：该气体可能含有CO2、O2中的一种或两种．
【进行实验】
实验编号实验操作实验现象
①将气体通入澄清的石灰水中澄清石灰水变浑浊
②将带火星的木条伸入该气体中带火星的木条没有复燃
【得出结论】
（1）由实验①可知，该气体中肯定含有二氧化碳，写出该反应的化学方程式：Ca（OH）2+CO2═CaCO3↓+H2O
（2）由实验②不能（填“能”或“不能”）确定该气体中不含氧气，理由是若生成氧气和二氧化碳的混合物，当氧气含量过少时，带火星的木条也不能复燃．
探究二：维C泡腾片溶液的酸碱性．
向维C泡腾片溶液中滴加石蕊试液，溶液变红，说明溶液显酸性．
【拓展延伸】人体缺乏维生素C会引起坏血病．

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