Question

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	1	2	3	4	5	6	7
氫氣與空氣體積比	9：1	8：2	7：3	5：5	3：7	1：9	0.5：9.5
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�無污染．
[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)．

Answer 1

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)．