Question

自制一個(gè)不使用電力的四輪小車（如圖），往試管中加入化學(xué)試劑，塞緊塞子，讓小車在摩擦力很小的水平道路上運(yùn)動(dòng)．
（1）在試管中無論發(fā)生化學(xué)變化或物理變化，都可能使小車向前推進(jìn)，問小車的推進(jìn)原理是什么？

 

；
（2）若在試管中放入足量10%的鹽酸溶液，理論上，要使小車跑的較遠(yuǎn)，應(yīng)放入下列哪種試劑

 

（可供選擇的試劑有①鐵粉②鋅粉③銅粉，填寫序號(hào)），原因是

 

，在試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為

 

；
（3）若在試管中放入一定質(zhì)量10%的鹽酸溶液，理論上，要使小車的初速度較快，應(yīng)放入下列哪種試劑

 

（可供選擇的試劑有①鐵粉②鋅粉③銅粉，填寫序號(hào)），原因是

 

；
（4）選定試劑后，在不改變?cè)噭┵|(zhì)量及道路和動(dòng)力的條件下，如何使張明的小車跑得更遠(yuǎn)？請(qǐng)?zhí)岢鲆环N改進(jìn)的方法

 

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Answer 1

考點(diǎn)：金屬的化學(xué)性質(zhì),書寫化學(xué)方程式、文字表達(dá)式、電離方程式

專題：金屬與金屬材料

分析：（1）根據(jù)小車的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力，因此，要使小車運(yùn)動(dòng)，只要能使試管內(nèi)釋放出氣體進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)要使要使小車跑的較遠(yuǎn)，需要產(chǎn)生的氫氣量較多進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)要使小車的初速度較快，需要在剛開始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)速率較快進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)不改變提供的試劑、不改變?cè)噭┛傎|(zhì)量及小車、道路的條件下，從理論上講，使小車跑的更遠(yuǎn)就應(yīng)使小車獲得更大的推力．改進(jìn)的方向就是使推力最大化進(jìn)行分析．

解答：解：（1）小車的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力，因此，要使小車運(yùn)動(dòng)，只要能使試管內(nèi)釋放出氣體，所以推進(jìn)原理是：小車的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力；
（2）要使要使小車跑的較遠(yuǎn)，需要產(chǎn)生的氫氣量較多，所以應(yīng)選①，原因是：鐵的相對(duì)原子質(zhì)量小，產(chǎn)生的氫氣多，銅不會(huì)與鹽酸反應(yīng)，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）要使小車的初速度較快，需要在剛開始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)速率較快，鋅的活動(dòng)性較強(qiáng)，所以選②，鋅和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（4）在現(xiàn)有條件不變的情況下，使小車跑得更遠(yuǎn)，就應(yīng)使小車獲得更大的推力．可把導(dǎo)管彎曲成與小車運(yùn)動(dòng)方向水平，使力集中于推動(dòng)小車；或使氫氣燃燒面發(fā)生爆炸，使氣體體積迅速膨脹而獲得更大的推動(dòng)力．
故答案為：（1）小車的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力；
（2）①，鐵的相對(duì)原子質(zhì)量小，產(chǎn)生的氫氣多，銅不會(huì)與鹽酸反應(yīng)，F(xiàn)e+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）②，Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（4）可讓氫氣燃燒．

點(diǎn)評(píng)：金屬越活潑，與酸反應(yīng)生成氫氣越快，但不一定越多，生成氫氣的質(zhì)量與金屬的化合價(jià)和相對(duì)原子質(zhì)量有關(guān)．