Question

化學(xué)是研究物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及變化規(guī)律的基礎(chǔ)自然科學(xué)．為了測定蠟燭中的元素組成，某化學(xué)興趣小組設(shè)計(jì)了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：先稱量蠟燭、裝置Ⅱ、裝置Ⅲ的質(zhì)量．按圖示連接好儀器裝置，點(diǎn)燃蠟燭，同時(shí)從a導(dǎo)管口抽氣．一段時(shí)間后熄滅蠟燭，再分別稱量蠟燭、裝置Ⅱ、裝置Ⅲ．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表．（提示：濃硫酸有強(qiáng)吸水性，堿石灰能吸收二氧化碳）

	蠟燭	裝置Ⅱ	裝置Ⅲ
反應(yīng)前的質(zhì)量（g）	15.8	182.3	212.2
反應(yīng)后的質(zhì)量（g）	14.4	184.1	216.6

（1）該實(shí)驗(yàn)中測得水的質(zhì)量為

 

g，二氧化碳的質(zhì)量為

 

g．
（2）由該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算，燃燒掉的石蠟中碳元素的質(zhì)量為

 

g，氫元素的質(zhì)量為

 

g；石蠟中是否含氧元素？若含氧元素，那燃燒掉的石蠟中氧元素的質(zhì)量是

 

g（若不含氧元素，該空格填“0”）．
（3）假如石蠟是一種純凈物，它的化學(xué)式是C_aH_b，且相對分子質(zhì)量為308，利用（2）的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行計(jì)算，可得：a=

 

，b=

 

．
（4）裝置Ⅱ和裝置Ⅲ能否顛倒？

 

 （填“能”或“不能”）
（5）理論上，裝置Ⅱ和裝置Ⅲ增加的質(zhì)量大于蠟燭失去的質(zhì)量，其原因是

 

．
（6）該實(shí)驗(yàn)?zāi)芊駵?zhǔn)確測出蠟燭燃燒生成二氧化碳和水的質(zhì)量？答：

 

．理由是

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：實(shí)驗(yàn)探究物質(zhì)的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗(yàn)與除雜方法,質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用

專題：科學(xué)探究

分析：（1）濃硫酸有很強(qiáng)的吸水性；氫氧化鈉和氧化鈣固體可吸收二氧化碳?xì)怏w；根據(jù)表格中反應(yīng)后的質(zhì)量減去反應(yīng)前的物質(zhì)質(zhì)量，即可得出反應(yīng)后生成的水和二氧化碳的質(zhì)量；
（2）根據(jù)水和二氧化碳的質(zhì)量可以求出石蠟中碳元素的質(zhì)量以及氫元素的質(zhì)量，從而確定石蠟中氧元素的質(zhì)量進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)碳、氫元素的質(zhì)量比以及相對分子質(zhì)量求出a、b的值即可；
（4）根據(jù)裝置Ⅲ中的氫氧化鈉和氧化鈣同時(shí)也能吸收水蒸氣，判斷能否對調(diào)；
（5）考慮蠟燭的燃燒需要氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律去解釋；
（6）根據(jù)空氣中也含有水蒸氣和二氧化碳進(jìn)行解答．

解答：解：（1）濃硫酸有很強(qiáng)的吸水性．可以吸收蠟燭燃燒后產(chǎn)生的水蒸氣；氫氧化鈉和氧化鈣固體可吸收蠟燭燃燒后生成的二氧化碳?xì)怏w．所以裝置I和II增加的質(zhì)量分別是水和二氧化碳的質(zhì)量，反應(yīng)后生成的水：184.1-182.3=1.8g；反應(yīng)后生成的二氧化碳：216.6-212.2=4.4g．故答案為：1.8；4.4；
（2）1.8g水含氫元素的質(zhì)量為：1.8g×

2

18

×100%=0.2g，4.4g二氧化碳含碳元素的質(zhì)量為：4.4g×

12

44

×100%=1.2g，參加反應(yīng)石蠟的質(zhì)量=15.8g-14.4g=1.4g，所以氧元素的質(zhì)量=1.4g-0.2g-1.2g=0；故填：1.2；0.2；0；
（3）石蠟中碳、氫元素的質(zhì)量比：1.2g：0.2g=（12×a）：（1×b）；石蠟的相對分子質(zhì)量：12×a+1×b=308，解a=22，b=44；故填：22；44；
（4）裝置Ⅲ中的氫氧化鈉和氧化鈣同時(shí)也能吸收水蒸氣，若兩裝置換位置，則導(dǎo)致氣體先通過氫氧化鈉溶液，混有水分出來，導(dǎo)致測得的水的質(zhì)量不準(zhǔn)確，就會無法區(qū)分生成物水和二氧化碳．所以不能對調(diào)．故答案為：不能；
（5）蠟燭的燃燒需要氧氣，氧氣來自空氣中，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，參加反應(yīng)的各物質(zhì)的質(zhì)量和等于生成的各物質(zhì)的質(zhì)量和，消耗的蠟燭+氧氣=水+二氧化碳，裝置Ⅱ和裝置Ⅲ增加的總質(zhì)量大于蠟燭減少的質(zhì)量，是因?yàn)橛辛搜鯕獾膮⒓樱�故答案為：蠟燭燃燒時(shí)，氧氣也參與反應(yīng)，故理論上，裝置II和III增加的質(zhì)量等于消耗的蠟燭和氧氣的總質(zhì)量；
（6）該實(shí)驗(yàn)不能準(zhǔn)確測出蠟燭燃燒生成二氧化碳和水的質(zhì)量，原因是空氣中水蒸氣和二氧化碳也分別被吸收到裝置Ⅱ和裝置Ⅲ中．故填：不能；空氣中水蒸氣和二氧化碳也分別被吸收到裝置Ⅱ和裝置Ⅲ中．

點(diǎn)評：本題以實(shí)驗(yàn)探究的形式考查蠟燭燃燒后生成物中碳、氫兩種元素的質(zhì)量比．題目雖不算太難，但仍需同學(xué)們細(xì)心考慮．