Question

【题目】2020年1月25日总建筑面积为3.39万平方米的火神山医院正式开工，火神山医院在建造过程中用到/HDPE膜。HDPE膜具有极好的抗冲击性和防潮性，听完老师的描述后，同学们对HDPE膜的组成元素产生了浓厚的兴趣，进行了如下探究。

（提出问题）HDPE膜由什么元素组成？

（查阅资料）

①HDPE膜能够燃烧，燃烧可能生成一氧化碳。

②碱石灰主要成分是氢氧化钠固体和氧化钙固体。

（实验探究）如图所示，先通入干燥氮气，再将4.2g的HDPE膜样品在一定质量的氧气中点燃，并将燃烧产物依次通过装置A、B、C、D （装置中每步反应均进行完全）。

（实验记录）

装置质量	A装置总质量	C装置总质量
实验前	100.0g	100.0g
实验后	105.4g	113.2g

（实验分析）

（1）装置.A中浓硫酸的作用是___________。

（2）当观察到装置B中黑色粉末变成___色，可证明HDPE膜的燃烧产物中有_______。

（3）装置C中发生的化学反应方程式为________________。

（4）装置D的作用是________________。

（实验结论）

HDPE膜由元素_________（填元素符号）组成，它们的原子个数比为______。

（装置优化）

有同学认为，如若操作不当，C中溶液有可能会倒吸回B装置中，使得硬质玻璃管因骤冷而破裂为了降低实验风险，需要进行装置优化，请在方框中画出图像_________。

Answer 1

【答案】吸收燃烧产物中的水 红 CO 防止空气中的二氧化碳进入装置C影响实验结果 C、H C:H=1:2

【解析】

（1）浓硫酸具有吸水性，可以吸收反应生成的水蒸气，故填：吸收燃烧产物中的水；

（2）燃烧产物中可能含有一氧化碳，一氧化碳能与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳，氧化铜为黑色，铜为红色，故当观察到装置B中黑色粉末变成红色，可证明HDPE膜的燃烧产物中有：一氧化碳；

（3）氢氧化钠能与反应生成的二氧化碳反应生成碳酸钠和水，该反应的化学方程式为：；

（4）碱石灰的主要成分是氢氧化钠和氧化钙，能吸收空气中的水蒸气和二氧化碳，可以防止空气中的二氧化碳被C装置吸收，影响实验结果，故填：防止空气中的二氧化碳进入装置C影响实验结果；

实验结论：实验前后，A装置质量增加，说明有水分生成，生成水的质量为：105.4g-100g=5.4g，C装置质量增加，说明有二氧化碳生成，生成二氧化碳的质量为：113.2g-100g=13.2g；

根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的质量不变，

HDPE膜燃烧有一氧化碳生成，，碳元素最后都转化到了二氧化碳中，

故HDPE膜中碳元素的质量为：；

HDPE膜中氢元素的质量为：；

3.6g+0.6g=4.2g，故HDPE膜中只含有C、H两种元素；

设HDPE膜的化学式为：CxHy，12x：y=3.6g：0.6g，x：y=1:2，故C:H=1:2；

装置优化：如操作不当，C装置中的氢氧化钠溶液会被倒吸入B装置，使得硬质玻璃管因骤冷而破裂，如先熄灭酒精灯，B装置内压强减小，就容易引发倒吸，可在B、C装置之间增加一个安全瓶，当吸收液发生倒吸时，倒吸进来的吸收液被安全瓶贮存起来，以防止吸收液进入受热仪器，如图所示：。