Question

为确定气体X（可能为H₂、CO、CH₄的一种），将X点燃，将其产生通过A、B两个洗气瓶，无明显现象，B中溶夜可使酚酞变红
（一）试回答：（1）A中盛有

 

溶液，B中液体应为

 

．
（2）填表√表示增加，×表示不变．

A质量	√	×	√
B质量	×	√	√
X化学式	①	②	③
燃烧方程式

（3）若X为纯净或混合物，当AB质量均增加时，X组成最多为

 

种，X为纯净物时，若B增m克A则增加

 

克．
（二）可选用装置（如示意图铁架台未画）

给出药品：稀H₂SO₄，无水CuSO₄、CuO、H₂O、Zn粒（a克＜1），利用以上条件，设计最简单实验，粗测锌原子相对质量．（假定标况下实验H₂密度 0.08928g/L）
（1）选用装置按顺序为（写装置标号）

 

，各仪器接口连接顺序为（写接口字母）

 

．
（2）为H₂产量尽量少损失，放试剂时操作为

 

．
（3）测得水为V升，所用Zn粒a克，则Zn原子量数学表达式为

 

．

Answer 1

考点：实验探究物质的组成成分以及含量,常见气体的检验与除杂方法,气体的净化（除杂）

专题：科学探究

分析：（一）（1）三种气体燃烧的产物各不相同，根据产物的不同来分析X的组成；先用浓硫酸质量的变化验证是否有水生成，再用氢氧化钠溶液质量的变化来验证是否生成二氧化碳；
（2）当只有浓硫酸的质量增加时，说明该气体是氢气；若只有氢氧化钠溶液的质量增加，说明该气体是一氧化碳；若浓硫酸和氢氧化钠溶液的质量都增加，说明该气体是甲烷；
（3）AB质量都增加，说明既有水生成，又有二氧化碳生成，具体分析其组成：CH₄燃烧生成二氧化碳和水；H₂燃烧生成水；CO燃烧生成二氧化碳．浓硫酸可吸收水分，质量增加；NaOH溶液可以吸收二氧化碳，质量增加；根据可能的情况进行分析；若X为纯净物，可利用方程式进行计算；
（二）（1）从提供的药品可以看出求锌的相对原子质量的关系建立在锌与硫酸的反应，并对生成的氢气的体积进行测量，进而可求出氢气的质量，利用化学方程式可求锌的原子量，利用该设计选择装置；制取氢气的装置在前，利用③装置排水时应是气体由短管通入，用⑥测量出排出水的体积．则可选择装置的连接顺序；
（2）了解操作中，加放试剂的方法；
（3）水的体积即是生成氢气的体积换算出氢气的质量，利用化学方程式进行计算可求出锌的原子量．

解答：解：（一）（1）根据三种气体的燃烧产物，以及B中溶液显碱性，可知A应该选择浓硫酸，B应该选择氢氧化钠溶液；
（2）装置A的质量增加，B装置的质量不变，说明有水生成，没有二氧化碳气体生成，气体X是氢气；
若A装置的质量不变，B装置的质量增加，说明有二氧化碳生成，没有水生成，则气体X为一氧化碳；
若A装置和B装置的质量都增加，说明既有二氧化碳生成，也有水生成，则气体X是甲烷；
（3）若A装置和B装置的质量都增加，说明既有二氧化碳生成，也有水生成，则气体X（纯净或混合物）的可能组成有：CH₄；H₂、CO、CH₄；CO、CH₄；H₂、CH₄或H₂、CO五种情况；若B增重mg，也就是生成mg的二氧化碳，设同时生成水的质量为x，则
CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O
            44   36
            mg   x

44

36

=

mg

x

，x=

9

11

mg
（二）（1）从提供的药品可以看出求锌的相对原子质量的关系建立在锌与硫酸的反应，并对生成的氢气的体积进行测量，进而可求出氢气的质量，利用化学方程式可求锌的原子量，该设计选择装置，图中④是制取氢气的装置，③是收集氢气并排水的装置，⑥是测量排出水的体积，故答案为：③④⑥；
．制取氢气的装置在前，利用③装置排水时应是气体由短管通入，水由长管排出，用⑥测量出排出水的体积进而确定收集到的氢气的体积．故答案为：G→F→E→I；
（2）操作中，为了保证不漏出氢气，则注意加放试剂：向试管中加入足量的稀硫酸后，将试管斜放，再把锌片放在试管内壁上，塞紧塞子，将试管慢慢直立，让锌片滑下与硫酸接触发生反应；
（3）水的体积即是生成氢气的体积换算出氢气的质量，利用化学方程式进行计算可求出锌的原子量．由题意知：氢气的质量为：2

V(H2)

22.4

g．
设锌的相对原子质量为 x
Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑
x               2
ag             2

V(H2)

22.4

g

x

ag

=

2

2 V(H2) 22.4 g

，x=

22.4a

V(H2)

．
故答案为：（一）（1）浓硫酸；氢氧化钠溶液；
（2）①H₂；2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O；②CO；2CO+O₂

点燃  .

2CO₂；③CH₄；CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O；
（3）五；

9

11

m；
（二）（1）③④⑥；G→F→E→I；
（2）向试管中加入足量的稀硫酸后，将试管斜放，再把锌片放在试管内壁上，塞紧塞子，将试管慢慢直立，让锌片滑下与硫酸接触发生反应；
（3）

22.4a

V(H2)

．

点评：第一部分主要考查常见气体燃烧的产物以及根据产物判断物质，同学们一定要了解常见物质的性质．第二部分是对实验装置的设计考查题，解题的关键是对实验目的要求的问题进行设计，并结合相关的化学方程式的计算对实验数据进行分析探讨．