Question

2．化学变化是化学研究的对象之一，也是人们认识物质组成、性质，实现物质转化，以及获取能源的重要手段．
（1）通过研究如图1所示的变化，可以确定水是由氢、氧元素组成的．图中与试管a相连的是电源的负（填“正“或“负“）极，b试管中收集到气体是氧气．
（2）化学变化是人类获取能量的虽重要方法．下列化学反应中，没有明显热量变化的是D（填字母序号）．
A．镁条与稀盐酸　   　B．生石灰与水　　　C．氯化铵和氢氧化钡　　　D．氧化铁与稀硫酸
（3）甲烷和水反应也可以制水煤气，其反应的微观示意图如图2所示：
写出该反应的化学方程式．
（4）通过如图3所示实验研究金属钠的性质．回答下列问题：
①向反应后的烧杯中滴加无色酚酞，无色酚酞变为红色，由此推测钠与水反应的产物有氢氧化钠．
②观察到钠与水反应生成气体，试推测该气体的成分并说明理由．
（5）氢气是最清洁的燃料，计算200g氢气完全燃烧消耗氧气的质量．

Answer 1

分析 （1）根据电解时正极产生氧气，负极产生氢气，二者的体积比是1：2解答；
（2）根据镁条和稀盐酸反应放热，生石灰和水反应放热，氯化铵和氢氧化钡反应放热，氧化铁和稀硫酸反应既不放热也不吸热解答；
（3）根据甲烷和水在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气进行分析；
（4）①根据碱能使酚酞变红色和反应前后元素种类不变确定钠和水的产物；
②根据质量守恒定律的元素守恒解答；
（5）根据题中的数据和化学方程式进行计算．

解答 解：（1）通过研究如图1所示的变化，可以确定水是由氢、氧元素组成的，图中与试管a相连的是电源的负极，b试管中收集到气体是氧气；
（2）镁条和稀盐酸反应放热，生石灰和水反应放热，氯化铵和氢氧化钡反应放热，氧化铁和稀硫酸反应既不放热也不吸热，故选：D；
（3）甲烷和水在一定条件下反应生成一氧化碳和氢气，化学方程式为：CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CO+3H₂；
（4）碱能使酚酞变红色和反应前后元素种类不变确定钠和水的产物，化学反应前后质量守恒定律的元素守恒，所以推测钠与水反应的产物有：①氢氧化钠；
②氢气，根据质量守恒定律的元素守恒，生成物可能是氢气或氧气，但若生成氧气，不能使原子个数守恒；
（5）设200g氢气完全燃烧消耗氧气的质量为x
2H₂+O₂$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2H₂O
4   32
200g x
$\frac{4}{200g}$=$\frac{32}{x}$
 x=1600g
故答案为：（1）氢、氧元素，负，氧气；
（2）D；
（3）CH₄+H₂O$\frac{\underline{\;一定条件\;}}{\;}$CO+3H₂；
（4）①氢氧化钠；
②氢气，根据质量守恒定律的元素守恒，生成物可能是氢气或氧气，但若生成氧气，不能使原子个数守恒；
（5）设200g氢气完全燃烧消耗氧气的质量为1600g．

点评 通过电解水的实验，可以证明水由H、O元素组成，根据电解生成氢气、氧气体积比2：1，可推导水分子中氢、氧原子个数比为2：1．