Question

【题目】阅读下面科普短文（史实在线—水的组成的发现历程）。

古人认为，水是一种元素，不可再分。1766年，英国的科学家卡文迪许发现将金属锌加入到硫酸中，会产生一种无色气体，这种气体与空气混合后点燃，发生威力巨大的爆炸，他将这种气体叫做“可燃空气”。

同一时期，英国的科学家普利斯特里，也在研究这种“可燃空气”。这种气体密度只有空气的1/11。普利斯特里多次将这种猛烈的爆炸当作魔术在当时的欧洲贵族聚会上进行表演，直到某一次爆炸表演结束后，他发现玻璃容器的内壁有白雾。随后通过多次反复实验，确认这种白雾就是水。

1775年，法国科学家拉瓦锡通过实验验证空气不是一种元素，空气是一种混合物，其中氧气约占1/5。

1776年，瑞典科学家舍勒加热硝酸钾获得了比较纯净的氧气。

1781年，卡文迪许改进了原来的实验方案，他用纯净的氧气代替空气，发现“可燃空气”在纯氧中可以安静燃烧，发出蓝色火焰。他还发现1体积氧气和2体积“可燃空气”恰好完全反应，生成物只有水，没有别的物质。但卡文迪许未能突破传统观念的束缚，错误地用两种气体里都含有水这种“元素”，来解释所观察到的实验现象。

1782年，拉瓦锡将水蒸气通过1000多摄氏度高温金属铁管，获得了“可燃空气”和一种黑色固体。这个变化可以表示为：铁+水黑色固体+“可燃空气”。由此他认为水不是一种元素，而是由“可燃空气”和氧结合形成的化合物。

1787年，拉瓦锡命名这种“可燃空气”为“氢气”，正式提出“氢”是一种元素。

1800年，英国科学家尼克尔森和卡里斯特尔用“伏打电池”在常温下进行了水的电解实验，获得成功，进一步证明了拉瓦锡的结论。

依据文章内容回答下列问题。

（1）“可燃空气”的物理性质有__________。

（2）“可燃空气”是_______（填“单质”或“化合物”）。

（3）已知1782年拉瓦锡实验中产生的黑色固体是四氧化三铁（Fe3O4）。写出该反应的化学方程式_____。

（4）根据已有知识分析上述史实，你认为可以证明水的组成的实验有________（填序号）。

A．普利斯特里爆炸实验 B．1781年卡文迪许实验

C．1782年拉瓦锡实验 D．1800年尼克尔森和卡里斯特尔实验

（5）获得的启示：化学上研究纯净物组成的方法有_____________（写出一种即可）。

Answer 1

【答案】无色气体、密度只有空气的1/11 单质 3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2 ABCD 分解、化合

【解析】

（1）物质不需要发生化学变化就能表现出来的性质属于物质的物理性质，根据 “1766年，英国的科学家卡文迪许发现将金属锌加入到硫酸中，会产生一种无色气体，这种气体与空气混合后点燃，发生威力巨大的爆炸，他将这种气体叫做‘可燃空气’。和“同一时期，英国的科学家普利斯特里，也在研究这种‘可燃空气’。这种气体密度只有空气的1/11”可知， “可燃空气”的物理性质有无色气体、密度只有空气的1/11；

（2）“可燃空气”是由锌与硫酸反应生成的氢气，是由一种元素组成的纯净物，属于单质；

（3）根据“1782年，拉瓦锡将水蒸气通过1000多摄氏度高温金属铁管，获得了‘可燃空气’和一种黑色固体。这个变化可以表示为：铁+水黑色固体+‘可燃空气’”和“1787年，拉瓦锡命名这种‘可燃空气’为‘氢气’”可知，在高温的条件下，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，反应的化学方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；

（4）A、根据题中提供的信息可知，普利斯特里爆炸实验是氢气和空气中的氧气反应生成水，根据质量守恒定律，可以证明水的组成，故A正确；

B、根据题中提供的信息可知，1781年卡文迪许实验是氢气在纯净的氧气中燃烧生成水，根据质量守恒定律，可以证明水的组成，故B正确；

C、根据题中提供的信息可知，1782年拉瓦锡实验是在高温的条件下，铁与水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气，根据质量守恒定律，可以证明水的组成，故C正确；

D、根据题中提供的信息可知，1800年尼克尔森和卡里斯特尔实验是在常温下进行了水的电解实验，水电解生成了氢气和氧气，根据质量守恒定律，可以证明水的组成，故D正确。故选ABCD；

（5）普利斯特里爆炸实验、1781年卡文迪许实验是化合反应；1782年拉瓦锡实验是置换反应；1800年尼克尔森和卡里斯特尔实验是分解反应。由题干信息中提供的实验获得的启示：化学上研究纯净物的组成方法有分解、化合等。