Question

【題目】水是由氫、氧兩種元素組成的化合物。這一結論是科學家們在大量實險的基礎上得出的。

（1）實驗室中常用鋅粒和稀硫酸反應來制備氫氣。請從下列裝置中選擇并組裝一套制取較干燥氫氣的裝置，正確的連接順序為______ (用接口處字母填寫)。

（2）研究氫氣的燃燒實驗是人們認識水組成的開始。氫氣在點燃前一定要________。在相同條件下，欲使1L氫氣完全燃燒，所需空氣至少約為______L。

（3）科學家們又用“電解法”證明了水的組成(裝置如圖所示，電極不與水及生成的氣體反應)。通電一段時間后，發現甲、乙兩量簡中收集的氣體體積比略小于1：2，其原因可能是_________ (寫出一條即可)。

（4）用“氫氣還原氧化銅”實驗也可以證明水的組成。(堿石灰吸收反應生成的水）

裝置A中的玻璃管和其中物質在反應前后的質量差為m1，裝置B和其中物質在反應前后的質量差為m2，據此可計算出水中O、H元素的質量比為______(用含m1、m2表示)

（5）拉瓦錫還用另一實驗證明了水的組成。在高溫條件下他讓水蒸氣通過一根燒紅的鐵質槍管，結果得到了氫氣，同時槍管表面有黑色固體(磁鐵礦的主要成分Fe3O4)生成。該反應的化學方程式為________。

Answer 1

【答案】b、g 或（b. g f ) 檢驗純 度 2.5(或2.38) 在相同條件下，O2較H2稍易溶于水 3Fe+4H2OFe3O4+4H2

【解析】

（1）氫氣是鋅粒和稀硫酸反應是固體和液體混合不需要加熱，氫氣的密度小于空氣的密度，用向下排空氣法收集干燥氫氣，所以連接順序是：bgf；

（2）氫氣具有可燃性，不純點燃可能會發生爆炸，所以氫氣在點燃前一定要驗純；氫氣燃燒生成水，所以燒杯壁上有水霧；由方程式：2H2+O22H2O可知1L氫氣完全燃燒消耗0.5L氧氣，因為氧氣約占空氣體積的(或21%)，所以空氣體積是2.5(或2.38)L；

（3）電解水加入氫氧化鈉是為了增強水的導電性；甲、乙兩量筒中收集的氣體體積比略小于1：2，可能是氧氣比氫氣更易溶于水，或者部分氧氣與電極發生了反應；

（4）裝置A中的玻璃管和其中物質在反應前后的質量差為m1就是氧化銅中減少的氧元素的質量，也就是水中氧元素質量為m1；裝置B和其中物質在反應前后的質量差為m2就是氫氣與氧化銅反應生成的水的質量，即水的質量是：m2，所以水中氫元素質量為：m2-m1，所以O、H元素的質量比為m1：（m2-m1）；

（5）反應物是鐵和水，生成物是四氧化三鐵和氫氣，所以化學方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑。