Question

【题目】水是由氢、氧两种元素组成的化合物。这一结论是科学家们在大量实险的基础上得出的。

（1）实验室中常用锌粒和稀硫酸反应来制备氢气。请从下列装置中选择并组装一套制取较干燥氢气的装置，正确的连接顺序为______ (用接口处字母填写)。

（2）研究氢气的燃烧实验是人们认识水组成的开始。氢气在点燃前一定要________。在相同条件下，欲使1L氢气完全燃烧，所需空气至少约为______L。

（3）科学家们又用“电解法”证明了水的组成(装置如图所示，电极不与水及生成的气体反应)。通电一段时间后，发现甲、乙两量简中收集的气体体积比略小于1：2，其原因可能是_________ (写出一条即可)。

（4）用“氢气还原氧化铜”实验也可以证明水的组成。(碱石灰吸收反应生成的水）

装置A中的玻璃管和其中物质在反应前后的质量差为m1，装置B和其中物质在反应前后的质量差为m2，据此可计算出水中O、H元素的质量比为______(用含m1、m2表示)

（5）拉瓦锡还用另一实验证明了水的组成。在高温条件下他让水蒸气通过一根烧红的铁质枪管，结果得到了氢气，同时枪管表面有黑色固体(磁铁矿的主要成分Fe3O4)生成。该反应的化学方程式为________。

Answer 1

【答案】b、g 或（b. g f ) 检验纯 度 2.5(或2.38) 在相同条件下，O2较H2稍易溶于水 3Fe+4H2OFe3O4+4H2

【解析】

（1）氢气是锌粒和稀硫酸反应是固体和液体混合不需要加热，氢气的密度小于空气的密度，用向下排空气法收集干燥氢气，所以连接顺序是：bgf；

（2）氢气具有可燃性，不纯点燃可能会发生爆炸，所以氢气在点燃前一定要验纯；氢气燃烧生成水，所以烧杯壁上有水雾；由方程式：2H2+O22H2O可知1L氢气完全燃烧消耗0.5L氧气，因为氧气约占空气体积的(或21%)，所以空气体积是2.5(或2.38)L；

（3）电解水加入氢氧化钠是为了增强水的导电性；甲、乙两量筒中收集的气体体积比略小于1：2，可能是氧气比氢气更易溶于水，或者部分氧气与电极发生了反应；

（4）装置A中的玻璃管和其中物质在反应前后的质量差为m1就是氧化铜中减少的氧元素的质量，也就是水中氧元素质量为m1；装置B和其中物质在反应前后的质量差为m2就是氢气与氧化铜反应生成的水的质量，即水的质量是：m2，所以水中氢元素质量为：m2-m1，所以O、H元素的质量比为m1：（m2-m1）；

（5）反应物是铁和水，生成物是四氧化三铁和氢气，所以化学方程式为：3Fe+4H2OFe3O4+4H2↑。