题目内容

通常状况下,氢气是所有气体中密度最小的.因此氢气以前曾被用于飞艇和载人气球.某实验小组同学设计了右图装置模拟氢气探空气球(装置中气球固定在矿泉水瓶上).将气球中的镁条加入到硫酸溶液中,恰好完全反应.
(1)计算反应生成氢气的质量;
(2)计算所用硫酸溶液的质量;
(3)假设反应后装置内外压强相等,通过估算后回答:
该装置在空气中能否上浮,并说明理由.______(不必写出具体估算过程)估算时参考的数据有:
①空气的密度可按1.3g?L-1计算;  ②氢气的密度可按0.09g?L-1计算;  ③矿泉水瓶和气球皮的质量约为20g.
【答案】分析:根据镁与硫酸反应的化学反应方程式,将镁的质量代入化学反应方程式来计算氢气的质量、硫酸质量,再利用硫酸硫酸的质量分数来计算溶液质量,
解答:解:(1)设反应生成氢气的质量为x,
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24             2
7.2g           x
,解得x=0.6g,
答:反应生成氢气的质量为0.6g;
(2)设参加反应的硫酸的质量为y,
 Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
 24   98
7.2g   y
,解得=29.4g
则所用硫酸溶液的质量为=98g,
答:所用硫酸溶液的质量为98g;
(3)矿泉水瓶和气球皮的质量约为20g,由氢气的质量为0.6g,
氢气的体积应为=6.7L
忽略瓶子中溶液的体积,估算瓶子、气球和氢气的总密度大约为=18.7g/L>1.3g?L-1,
即其密度大于空气的密度,所以不能上浮.
也可这样分析:
H2的质量为0.6g=0.6x10-3Kg,因为H2的密度小于空气的密度,则H2提供浮力,则F浮=mg=0.6x10-3x10=6x10-3N(g取10计算),
而装置的总质量大约是20+98+7.2g=125.8g=0.1258Kg,
则重力为0.1258x10=1.258N>F浮
此时还未计算空气的重力,因此F浮是远远小于重力的,
故答案为:不能,因为该装置中的瓶子、气球和氢气的总密度大于空气的密度,所以该装置不能上浮或因该装置中的重力远大于装置所受的浮力,则不能上浮.
点评:本题考查学生利用化学反应方程式的计算,将镁的质量代入方程式计算即可,关于装置能否上浮问题注重了学科之间的综合,难度较大,建议使用密度来分析而不采用重力与浮力的关系来分析.
练习册系列答案
相关题目
(2009?柳州)根据下列所给的实验装置回答有关问题

回答下列问题:
(1)甲装置中a仪器的名称是
酒精灯
酒精灯
.使用a仪器有很多注意事项,请任意写出一点来
“绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火.”“绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一酒精灯”或;“用完酒精灯后,用灯帽盖灭,不可用嘴吹.
“绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火.”“绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一酒精灯”或;“用完酒精灯后,用灯帽盖灭,不可用嘴吹.
.
(2)选用四甲装置可以制取的一种气体是
O2
O2
(填化学式).
(3)①小明在实验操作考查中抽到的考题是“在实验室制取二氧化碳,用排气法收集一满瓶二氧化碳,放置在实验桌上.”为完成实验,他应选用上列装置中的
乙和丙(写乙和戊也可);
乙和丙(写乙和戊也可);
(填装置序号)检验集气瓶是否收集满二氧化碳的方法是
将燃着的小木条放在瓶口,若火焰熄灭证明已满
将燃着的小木条放在瓶口,若火焰熄灭证明已满
.
②若选用乙和己装置制备氢气,请写出反应的化学方程式
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
.
③经过学习小明对气体制备有一些心得,如:选择制取气体的反应装置时应考虑的两个因素是
反应物的状态;
反应物的状态;
,
反应条件
反应条件
.
(4)现要制取一瓶二氧化氮气体,小明收集到如下资料.
①制取NO2的反应原理:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②通常状况下,NO2是一种密度比空气大有毒气体,能与水发生反应.
③NO2能与可溶性碱反应生成盐和水.
结合已掌握的知识,在实验室用上列装置制备一瓶二氧化氮气体,从左到右的连接顺序为
②→⑥→⑤→⑧
②→⑥→⑤→⑧
(填接口序号).

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网