Question

2010年10月1号随着嫦娥二号探月卫星的成功升空，中国探月工程二期解开了序幕．明明对本次卫星发射所使用的液氢燃料产生了浓厚兴趣，准备对课本上关于氢气的知识进行一次归纳整理．

【氢气的制法】
（1）在第三单元“水的组成”中，明明发现通过电解水的实验（如图1）得到氢气．请写出检验试管1中气体的方法．
（2）在第七单元“使用燃料对环境的影响”中，明明知道了实验室常用“锌和稀硫酸反应制取氢气”，并尝试着运用第六单元知识，选用如图2一起（A～E）组装装置、制取氢气
①他应选用的发生和收集装置分别是

 

、

 

（填对应字母）． 利用其中的发生装置明明还能制备两种气体，其反应原理是

 

、

 

（用化学方程式表示）
②请用第五单元知识，通过计算说明：明明想要在实验室制取0.2g氢气，需用含锌65%的粗锌多少克？
（3）在第八单元“金属的化学性质”中，明明发现很多金属都能与盐酸、稀硫酸反应得到氢气，这些金属的特征是

 

，相应的基本反应类型是

 

．
【氢气的性质与用途】
（4）在第三单元的拓展性课题“最轻的气体”中，明明了解到氢气具有还原性，可用来制取某些金属和单晶硅．
①请写出一个用氢气制取金属的化学方程式：

 

．
②制取高纯度硅的一个反应为X+2H₂═Si+4HCl，则X的化学式为

 

．
（5）在第七单元“使用燃料对环境的影响”中，明明还了解到氢气被认为氢气被认为是最清洁的燃料，而且发现人类对汽车燃料的使用正经历以下两个转变：汽油、柴油乙醇汽油、压缩天然气（CNG）太阳能、氢能等
①请设计实验鉴别甲烷和氢气（包括简单操作、现象及结论）．
②请分别评价汽车燃料使用乙醇汽油、氢能源的优点．

Answer 1

考点：氢气的制取和检验,常见气体的检验与除杂方法,电解水实验,金属的化学性质,质量守恒定律及其应用,书写化学方程式、文字表达式、电离方程式,根据化学反应方程式的计算,常用燃料的使用与其对环境的影响

专题：化学与能源,空气与水,金属与金属材料,常见气体的实验室制法、检验、干燥与净化

分析：（1）根据氢气能够燃烧的性质解答；（2）①锌和稀硫酸反应应该是固液常温型的，故选B，利用气体的密度和溶解性选择收集装置，氢气的密度比空气小，难溶于水，故选CE；实验室制取氧气和二氧化碳也是固液常温型；②根据质量守恒定律和化学方程式的解法解答；（3）利用金属活动性顺序表中排在氢前面的金属可以和酸反应放出氢气，排在氢后面的金属不能和酸反应放出氢气，都是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和一种化合物的反应 属于置换反应；（4）根据题意写出化学方程式，利用质量守恒定律判断X的化学式；（5）①根据甲烷和氢气的燃烧产物解答；②从污染方面加以分析；

解答：解：（1）根据氢气能够燃烧 的性质，点燃试管1中气体，气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰，则证明是氢气；
（2）①锌和稀硫酸反应应该是固液常温型的，故选B，利用气体的密度和溶解性选择收集装置，氢气的密度比空气小，难溶于水，故选CE利用其中的发生装置明明还能制备的两种气体是氧气和二氧化碳，化学方程式分别为：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑   CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
②解：设需用含锌65%的粗锌的质量为x
Zn+H₂SO=ZnSO₄+H₂↑
65            2
65%x        0.2g
    
  

65

2

=

65%x

0.2g

    x=10g
答：需用含锌65%的粗锌的质量为10g；
（3）在金属活动性顺序表中排在氢前面的金属可以和酸反应放出氢气，排在氢后面的金属不能和酸反应放出氢气，这些金属的特征是都排在氢前面可以和酸反应放出氢气，一种单质和一种化合物反应生成另 一种单质和一种化合物的反应 属于置换反应；
（4）氢气具有还原性，可用来制取某些金属，如；利用质量守恒定律化学反应前后元素的种类和质量不变，故x是SiCl₄；
（5）①根据甲烷和氢气的燃烧产物，分别点燃两种气体，在火焰的上方分别罩上涂有石灰水的烧杯，变浑浊的是甲烷，无现象的是氢气；
②汽车燃料中使用乙醇汽油的优点是节约石油资源、减少污染；氢气燃烧生成水无污染，属于最清洁的燃料．
答案：
（1）点燃试管1中气体，气体能够燃烧，产生淡蓝色火焰，则证明是氢气
（2）①BE   2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑   CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
②需用含锌65%的粗锌的质量为10g；
（3）排在氢的前面可以和酸反应放出氢气  置换反应
（4）H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O  SiCl₄
（5）①分别点燃两种气体，在火焰的上方分别罩上涂有石灰水的烧杯，变浑浊的是甲烷，无现象的是氢气
②节约石油资源、减少污染    生成水无污染，属于最清洁的燃料

点评：本题主要考查了气体的制取，通过回答既考查了学生的分析问题的能力，有考查了学生的实验探究能力．