Question

【題目】學習化學離不開實驗探究。請利用學過的化學知識完成下列實驗探究。

（一）某同學根據鐵生銹的原理，用鐵粉測定空氣中氧氣的含量，設計了如圖實驗，充分反應后測得數據如表：

實驗前的體積		實驗后的體積
集氣瓶內空氣	量筒內水	量筒內剩余水
250mL	180.0mL	129.5mL

實驗時該同學不是將鐵粉堆在瓶底，而是將鐵粉撒在浸潤了氯化鈉溶液的濾紙條上，再把該濾紙條貼在廣口瓶內側，其目的是________________，氯化鈉溶液的作用是_________________。根據表中數據計算得出空氣中氧氣的體積分數為_____________（結果保留到0.1%）。與用紅磷燃燒的方法相比，用該方法測定空氣中氧氣含量的主要優點：一是沒有污染，二是_________________。

（二）為了探究二氧化碳的性質，某同學設計了如下圖所示的實驗：

（1）用注射器注入稀鹽酸，一段時間后，可觀察到在1、2兩處中有一處有明顯的現象發生，發生該實驗現象的符號表達式為__________________；該反應屬于__________反應（填化合或分解）

（2）3處的澄清石灰水變渾濁，該反應的符號表達式為_________________；

（3）如圖乙，將點燃的鎂條伸入二氧化碳中，觀察到鎂條繼續燃燒，請你寫出一個對燃燒的新認識___________________．

（三）為了測定蠟燭中碳、氫兩種元素的質量比，某化學興趣小組設計了如圖所示的實驗，實驗步驟如下：先分別稱量蠟燭、裝置Ⅱ、裝置Ⅲ的質量．（注：濃硫酸只吸收水分，氫氧化鈉和氧化鈣可吸收水也可吸收二氧化碳）按圖示連接好儀器．點燃蠟燭，同時從a導管口抽氣，一段時間后熄滅蠟燭，再分別稱量蠟燭、裝置Ⅱ、裝置Ⅲ的質量，實驗數據如表．

	蠟燭	裝置Ⅱ	裝置Ⅲ
反應前的質量/g	15.8	182.3	212.2
反應后的質量/g	14.4	184.1	216.6

（1）該實驗中測得水的質量為___________g，二氧化碳的質量為___________g．

（2）由該實驗數據計算，蠟燭中碳、氫元素的質量之比為___________．

（3）裝置Ⅱ和裝置Ⅱ的順序能否顛倒：___________（填“能”或“不能”）

（4）理論上，裝置Ⅱ和裝置Ⅲ增加的總質量大于蠟燭失去的質量，其原因是___________．

Answer 1

【答案】增大與氧氣的接觸面積 加快鐵生銹 20.2% 測定結果更準確 CO2+H2O=H2CO3 化合 Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 燃燒不一定有氧氣參加 1.8 4.4 6:1 不能 空氣中氧氣參加了反應

【解析】

（一）鐵粉與氧氣反應更充分，但速度比紅磷燃燒慢，因此可人為加快鐵的生銹。

（二）二氧化碳可溶于水，生成碳酸，碳酸具有酸的通性，因此可使紫色石蕊試液顯紅色。

（三）濃硫酸具有吸水性，氫氧化鈉和氯化鈣固體可吸收二氧化碳和水。

（一）反應時，若將鐵粉堆積，則接觸不充分，反應較慢，因此可將鐵粉撒在浸潤了氯化鈉溶液的濾紙條上，增大與氧氣的接觸面積，提高反應速率。氯化鈉溶液的作用是加快鐵生銹。

，故氧氣的體積分數為20.2%。與紅磷相比，不僅無污染，同時當氧氣含量較低無法繼續支持燃燒時，本實驗可繼續反應，因此反應更加充分，結果更準確。

（二）（1）稀鹽酸與石灰水反應，產生二氧化碳，二氧化碳溶于水，所以在2處可觀察到紫色石蕊試液變紅，此現象的原因是生成了碳酸，發生的反應為： ，該反應符合多變一的特征，屬于化合反應。

（2）3處的澄清石灰水變渾濁，是由于生成了碳酸鈣沉淀和水，該反應的符號表達式為。

（3）一般認為只有氧氣可支持燃燒，但對于特定物質其實也可以在非氧氣的環境中燃燒，因此認識為：燃燒不一定需要氧氣或者二氧化碳也可支持部分物質燃燒。

（三）（1）濃硫酸具有吸水性，氫氧化鈉和氯化鈣固體可吸收二氧化碳，因此兩個裝置的增重即為水和二氧化碳的質量，水為184.1-182.3=1.8g；二氧化碳質量為216.6g-212.2g=4.4g。

（2）水中H來自于蠟燭，二氧化碳中的C來自于蠟燭，1.8g水中氫元素的質量為0.2g，4.4g二氧化碳中碳元素的質量為1.2g，因此碳氫的質量比為6:1。

（3）氫氧化鈉和氯化鈣固體除可吸收二氧化碳外，還可吸水，因此調換順序會導致結果不準確，故不能。

（4）化學反應前后，總質量不發生改變，而反應物還有氧氣，因此產物的總質量應該為蠟燭和氧氣的質量，因此裝置Ⅱ和裝置Ⅲ增加的總質量大于蠟燭失去的質量。