Question

【題目】2020年1月25日總建筑面積為3.39萬平方米的火神山醫(yī)院正式開工，火神山醫(yī)院在建造過程中用到/HDPE膜。HDPE膜具有極好的抗沖擊性和防潮性，聽完老師的描述后，同學們對HDPE膜的組成元素產(chǎn)生了濃厚的興趣，進行了如下探究。

（提出問題）HDPE膜由什么元素組成？

（查閱資料）

①HDPE膜能夠燃燒，燃燒可能生成一氧化碳。

②堿石灰主要成分是氫氧化鈉固體和氧化鈣固體。

（實驗探究）如圖所示，先通入干燥氮氣，再將4.2g的HDPE膜樣品在一定質(zhì)量的氧氣中點燃，并將燃燒產(chǎn)物依次通過裝置A、B、C、D （裝置中每步反應(yīng)均進行完全）。

（實驗記錄）

裝置質(zhì)量	A裝置總質(zhì)量	C裝置總質(zhì)量
實驗前	100.0g	100.0g
實驗后	105.4g	113.2g

（實驗分析）

（1）裝置.A中濃硫酸的作用是___________。

（2）當觀察到裝置B中黑色粉末變成___色，可證明HDPE膜的燃燒產(chǎn)物中有_______。

（3）裝置C中發(fā)生的化學反應(yīng)方程式為________________。

（4）裝置D的作用是________________。

（實驗結(jié)論）

HDPE膜由元素_________（填元素符號）組成，它們的原子個數(shù)比為______。

（裝置優(yōu)化）

有同學認為，如若操作不當，C中溶液有可能會倒吸回B裝置中，使得硬質(zhì)玻璃管因驟冷而破裂為了降低實驗風險，需要進行裝置優(yōu)化，請在方框中畫出圖像_________。

Answer 1

【答案】吸收燃燒產(chǎn)物中的水 紅 CO 防止空氣中的二氧化碳進入裝置C影響實驗結(jié)果 C、H C:H=1:2

【解析】

（1）濃硫酸具有吸水性，可以吸收反應(yīng)生成的水蒸氣，故填：吸收燃燒產(chǎn)物中的水；

（2）燃燒產(chǎn)物中可能含有一氧化碳，一氧化碳能與氧化銅在加熱的條件下反應(yīng)生成銅和二氧化碳，氧化銅為黑色，銅為紅色，故當觀察到裝置B中黑色粉末變成紅色，可證明HDPE膜的燃燒產(chǎn)物中有：一氧化碳；

（3）氫氧化鈉能與反應(yīng)生成的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，該反應(yīng)的化學方程式為：；

（4）堿石灰的主要成分是氫氧化鈉和氧化鈣，能吸收空氣中的水蒸氣和二氧化碳，可以防止空氣中的二氧化碳被C裝置吸收，影響實驗結(jié)果，故填：防止空氣中的二氧化碳進入裝置C影響實驗結(jié)果；

實驗結(jié)論：實驗前后，A裝置質(zhì)量增加，說明有水分生成，生成水的質(zhì)量為：105.4g-100g=5.4g，C裝置質(zhì)量增加，說明有二氧化碳生成，生成二氧化碳的質(zhì)量為：113.2g-100g=13.2g；

根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學反應(yīng)前后，原子的質(zhì)量不變，

HDPE膜燃燒有一氧化碳生成，，碳元素最后都轉(zhuǎn)化到了二氧化碳中，

故HDPE膜中碳元素的質(zhì)量為：；

HDPE膜中氫元素的質(zhì)量為：；

3.6g+0.6g=4.2g，故HDPE膜中只含有C、H兩種元素；

設(shè)HDPE膜的化學式為：CxHy，12x：y=3.6g：0.6g，x：y=1:2，故C:H=1:2；

裝置優(yōu)化：如操作不當，C裝置中的氫氧化鈉溶液會被倒吸入B裝置，使得硬質(zhì)玻璃管因驟冷而破裂，如先熄滅酒精燈，B裝置內(nèi)壓強減小，就容易引發(fā)倒吸，可在B、C裝置之間增加一個安全瓶，當吸收液發(fā)生倒吸時，倒吸進來的吸收液被安全瓶貯存起來，以防止吸收液進入受熱儀器，如圖所示：。