5.選修課上,某化學興趣小組在老師的幫助下,開展了以下的相關(guān)探究:
探究一:氫氣的燃燒實驗

(1)用鋅和稀硫酸制取氫氣,從圖甲中選擇儀器組裝一套隨開隨停的發(fā)生裝置,所需儀器為EI(填編號);反應(yīng)的化學方程式為Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑.  
(2)按圖乙操作研究氫氣的燃燒實驗,需用試管收集不同體積比的氫氣與空氣的混合物,現(xiàn)用(1)中組裝的正確裝置制取氫氣,如何用試管(假設(shè)試管容積為10mL)收集氫氣與空氣體積比為4:1的混合氣體,寫出其操作方法:試管先裝入8mL水,用拇指堵住試管口,倒扣在水槽中,用排水法收集氫氣,將剩余的水排出.
(3)用不同體積比的混合氣體做氫氣的燃燒實驗,結(jié)果如表:
序號1234567
氫氣與空氣體積比9:18:27:35:53:71:90.5:9.5
點燃現(xiàn)象安靜
燃燒
安靜
燃燒
弱的
爆鳴聲
強的
爆鳴聲
強的
爆鳴聲
弱的
爆鳴聲
不燃燒
不爆鳴
分析上表信息,你對燃燒或燃燒條件的新認識是燃物能否燃燒除具備燃燒條件,還與可燃物的濃度(或純度)有關(guān).
探究二:該化學興趣小組的同學們在一次課外實驗中發(fā)現(xiàn)一種淡黃色的粉末可以殺菌、消毒和漂白,于是想探究該固體的成分.
提出問題]該淡黃色固體的化學成分是什么?
[查閱資料]
(1)硫單質(zhì)是一種淡黃色固體,難溶于水.在空氣中點燃硫單質(zhì),生成一種無色、有刺激性氣味的氣體.
(2)過氧化鈉(Na2O2)是一種淡黃色固體,能與水反應(yīng),生成氣體并放出大量的熱.
[設(shè)計實驗方案]
方案一:取少量該固體粉末于試管中,加2mL水,振蕩并觀察現(xiàn)象.
方案二:在燃燒匙里放少量該固體,在酒精燈上加熱,觀察現(xiàn)象.
比較以上兩方案,你認為的最佳方案是方案一,理由是(從環(huán);虿僮鹘嵌确治觯┎僮骱唵巍o污染.
[實驗驗證并得出結(jié)論]
興趣小組中甲同學向盛有少量該固體的試管中加入2mL水,立刻觀察到有無色氣泡產(chǎn)生,并且驗證出該反應(yīng)同時生成了氫氧化鈉(NaOH).通過實驗驗證,確定該淡黃色粉末為過氧化鈉.甲同學對生成的氣體成分判斷.他提出了以下三種假設(shè):①該氣體是CO②該氣體是O2
你認為上述假設(shè)哪個更合理②(填“①”、“②”或“③”);理由是符合質(zhì)量守恒定律.
[分析]過氧化鈉與水反應(yīng)的化學方程式為2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑.
[交流討論]興趣小組中乙同學在查閱資料時發(fā)現(xiàn)過氧化鈉還能與二氧化碳反應(yīng),產(chǎn)生一種無色氣體.為了驗證該結(jié)論,該小組同學用圖丙所示的裝置進行實驗,一段實驗后,將帶火星的木條伸入試管中,發(fā)現(xiàn)木條復燃.(溫馨提示兩點:a.濃硫酸具有吸水性;b.氫氧化鈉溶液能與二氧化碳反應(yīng).)
B裝置能否省去?你的理由是過氧化鈉和水反應(yīng)也會生成氧氣;D裝置中 的氫氧化鈉溶液的作用是防止空氣中的二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng).

分析 實驗一:(1)用鋅和稀硫酸制取氫氣,屬于固液常溫型,據(jù)此結(jié)合儀器B的名稱進行分析解答;
(2)根據(jù)試管先裝入8mL水,集氣瓶中有2mL的空氣,將水排出即可;
(3)根據(jù)用不同體積比的混合氣體做氫氣的燃燒實驗數(shù)據(jù)表,氫氣與空氣體積比為9:1、8:2時,氫氣安靜的燃燒;繼續(xù)增加氧氣的比例,氫氣發(fā)生爆炸;氫氣與空氣體積比為0.5:9.5,不燃燒、不爆鳴;進行分析解答;
實驗二:【設(shè)計實驗方案】:根據(jù)硫在空氣中點燃生成生成一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化硫,污染空氣操作較復雜;取少量該固體粉末于試管中,加2mL水,振蕩,硫和水不反應(yīng)也不溶于水,過氧化鈉和水反應(yīng)產(chǎn)生氣泡分析;
【實驗驗證并得出結(jié)論】:根據(jù)質(zhì)量守恒定律化學反應(yīng)前后元素的種類不會變化和氧氣能使帶火星的木條復燃分析;
【交流討論】根據(jù)過氧化鈉和水、二氧化碳都會反應(yīng)生成氧氣,空氣中的二氧化碳、A中的水蒸氣會對實驗產(chǎn)生干擾進行分析.

解答 解:實驗一(1)用鋅和稀硫酸制取氫氣,屬于固液常溫型,要求是隨開隨停,需要使用帶活塞或者是止水夾的儀器組合來進行實驗,同時需要讓固體和液體進行分離,需要用到:EI,鋅和硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣,化學方程式為:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)試管先裝入8mL水,集氣瓶中有2mL的空氣;再用排水法,通入氫氣,將剩余的水排出,這樣就收集到了一試管氫氣與空氣體積比為4:1的混合氣體;
(3)由用不同體積比的混合氣體做氫氣的燃燒實驗數(shù)據(jù)表,氫氣與空氣體積比為9:1、8:2時,氫氣安靜的燃燒;繼續(xù)增加氧氣的比例,氫氣發(fā)生爆炸;氫氣與空氣體積比為0.5:9.5,不燃燒、不爆鳴;說明可燃物能否燃燒除具備燃燒條件,還與可燃物的濃度(或純度)有關(guān);
實驗二:【設(shè)計實驗方案】:硫在空氣中點燃生成生成一種無色、有刺激性氣味的有毒氣體二氧化硫,污染空氣操作較復雜;取少量該固體粉末于試管中,加2mL水,振蕩,硫和水不反應(yīng)也不溶于水,過氧化鈉和水反應(yīng)產(chǎn)生氣泡,該操作簡單,無污染,現(xiàn)象明顯;
【實驗驗證并得出結(jié)論】:質(zhì)量守恒定律化學反應(yīng)前后元素的種類不會變化,反應(yīng)前只有鈉、氧、氫元素,無碳元素,所以生成的氣體不可能是一氧化碳,所以②更合理,符合質(zhì)量守恒定律;
【分析】過氧化鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氧氣,化學方程式為:2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
【交流討論】過氧化鈉和水、二氧化碳都會反應(yīng)生成氧氣,空氣中的二氧化碳、A中的水蒸氣會對實驗產(chǎn)生干擾,所以B裝置不能省去,理由是:過氧化鈉和水反應(yīng)也會生成氧氣;D裝置的氫氧化鈉溶液的作用是:防止空氣中的二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng).
故答案為:實驗一(1)EI,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;
(2)試管先裝入8mL水,用拇指堵住試管口,倒扣在水槽中,用排水法收集氫氣,將剩余的水排出;
(3)燃物能否燃燒除具備燃燒條件,還與可燃物的濃度(或純度)有關(guān);
實驗二:【設(shè)計實驗方案】:方案一,該操作簡單,無污染,現(xiàn)象明顯;
【實驗驗證并得出結(jié)論】:②,符合質(zhì)量守恒定律;
【分析】2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑;
【交流討論】過氧化鈉和水反應(yīng)也會生成氧氣,防止空氣中的二氧化碳與過氧化鈉反應(yīng).

點評 合理設(shè)計實驗,科學地進行實驗、分析實驗,是得出正確實驗結(jié)論的前提,因此要學會設(shè)計實驗、進行實驗、分析實驗,為學好化學知識奠定基礎(chǔ).

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