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通常状况下,氢气是所有气体中密度最小的.因此氢气以前曾被用于飞艇和载人气球.某实验小组同学设计了右图装置模拟氢气探空气球(装置中气球固定在矿泉水瓶上).将气球中的镁条加入到硫酸溶液中,恰好完全反应.
(1)计算反应生成氢气的质量;
(2)计算所用硫酸溶液的质量;
(3)假设反应后装置内外压强相等,通过估算后回答:
该装置在空气中能否上浮,并说明理由.______(不必写出具体估算过程)估算时参考的数据有:
①空气的密度可按1.3g?L-1计算;  ②氢气的密度可按0.09g?L-1计算;  ③矿泉水瓶和气球皮的质量约为20g.
【答案】分析:根据镁与硫酸反应的化学反应方程式,将镁的质量代入化学反应方程式来计算氢气的质量、硫酸质量,再利用硫酸硫酸的质量分数来计算溶液质量,
解答:解:(1)设反应生成氢气的质量为x,
Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
24             2
7.2g           x
,解得x=0.6g,
答:反应生成氢气的质量为0.6g;
(2)设参加反应的硫酸的质量为y,
 Mg+H2SO4=MgSO4+H2↑
 24   98
7.2g   y
,解得=29.4g
则所用硫酸溶液的质量为=98g,
答:所用硫酸溶液的质量为98g;
(3)矿泉水瓶和气球皮的质量约为20g,由氢气的质量为0.6g,
氢气的体积应为=6.7L
忽略瓶子中溶液的体积,估算瓶子、气球和氢气的总密度大约为=18.7g/L>1.3g?L-1,
即其密度大于空气的密度,所以不能上浮.
也可这样分析:
H2的质量为0.6g=0.6x10-3Kg,因为H2的密度小于空气的密度,则H2提供浮力,则F浮=mg=0.6x10-3x10=6x10-3N(g取10计算),
而装置的总质量大约是20+98+7.2g=125.8g=0.1258Kg,
则重力为0.1258x10=1.258N>F浮
此时还未计算空气的重力,因此F浮是远远小于重力的,
故答案为:不能,因为该装置中的瓶子、气球和氢气的总密度大于空气的密度,所以该装置不能上浮或因该装置中的重力远大于装置所受的浮力,则不能上浮.
点评:本题考查学生利用化学反应方程式的计算,将镁的质量代入方程式计算即可,关于装置能否上浮问题注重了学科之间的综合,难度较大,建议使用密度来分析而不采用重力与浮力的关系来分析.
练习册系列答案
相关习题

科目:初中化学 来源: 题型:

在通常状况下,氯气是一种黄绿色气体,密度比空气大,易溶于水,广泛应用于实际生产和生活中.在工业上,制取氯气的主要工艺流程如下:
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(1)步骤①利用风吹日晒可以从海水中提取粗盐,该过程主要发生
 
(“物理”或“化学“)变化.
(2)步骤②若要除去食盐水中混有的少量泥沙,可选择的操作方法是
 
,在实验室中该操作所需要的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、
 
,玻璃棒在步骤③中的作用是
 
.
(3)请写出步骤④发生反应的化学方程式
 
,该反应
 
(填“能”或“不能”)用于实验室制取氢气.
(4)氯气与氢氧化钠溶液反应的化学方程式为:Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,工业上用氯气与石灰乳 (Ca(OH)2)反应来制取漂白粉,有关反应的化学方程式是
 
.

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科目:初中化学 来源: 题型:阅读理解

(2009?柳州)根据下列所给的实验装置回答有关问题

回答下列问题:
(1)甲装置中a仪器的名称是
酒精灯
酒精灯
.使用a仪器有很多注意事项,请任意写出一点来
“绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火.”“绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一酒精灯”或;“用完酒精灯后,用灯帽盖灭,不可用嘴吹.
“绝对禁止向燃着的酒精灯里添加酒精,以免失火.”“绝对禁止用燃着的酒精灯引燃另一酒精灯”或;“用完酒精灯后,用灯帽盖灭,不可用嘴吹.
.
(2)选用四甲装置可以制取的一种气体是
O2
O2
(填化学式).
(3)①小明在实验操作考查中抽到的考题是“在实验室制取二氧化碳,用排气法收集一满瓶二氧化碳,放置在实验桌上.”为完成实验,他应选用上列装置中的
乙和丙(写乙和戊也可);
乙和丙(写乙和戊也可);
(填装置序号)检验集气瓶是否收集满二氧化碳的方法是
将燃着的小木条放在瓶口,若火焰熄灭证明已满
将燃着的小木条放在瓶口,若火焰熄灭证明已满
.
②若选用乙和己装置制备氢气,请写出反应的化学方程式
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
.
③经过学习小明对气体制备有一些心得,如:选择制取气体的反应装置时应考虑的两个因素是
反应物的状态;
反应物的状态;
,
反应条件
反应条件
.
(4)现要制取一瓶二氧化氮气体,小明收集到如下资料.
①制取NO2的反应原理:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②通常状况下,NO2是一种密度比空气大有毒气体,能与水发生反应.
③NO2能与可溶性碱反应生成盐和水.
结合已掌握的知识,在实验室用上列装置制备一瓶二氧化氮气体,从左到右的连接顺序为
②→⑥→⑤→⑧
②→⑥→⑤→⑧
(填接口序号).

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科目:初中化学 来源: 题型:

(2010?咸宁)有下列实验装置示意图:

请回答下列问题:
(1)实验室用氯酸钾制取氧气,应选用的发生装置是
A
A
(填装置代号).
(2)若用B装置制备氢气,且产生的气体中不含酸性杂质气体,则试剂X常用
稀硫酸
稀硫酸
,用G装置收集氢气,②应与
⑧
⑧
(填接口序号)相连.
(3)现有如下资料:
①实验室用FeS固体与稀H2SO4在常温下反应制取H2S气体.
②通常状况下,H2S是一种密度比空气大的有毒气体,能溶于水,水溶液能使紫色石蕊试液变红,能与碱溶液反应.
若在实验室中用上述装置制备并收集一瓶干燥的H2S气体,且符合“绿色化学”理念,所选装置从左到右的连接顺序为(填接口序号)
②→⑩→(11)→⑨→⑧→⑥
②→⑩→(11)→⑨→⑧→⑥
.

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科目:初中化学 来源: 题型:

(2011?淮阴区一模)有下列实验装置示意图:

请回答下列问题:
(1)实验室用高锰酸钾制取氧气,应选用的发生装置是
A
A
(填装置代号),反应的化学方程式为
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2↑
2KMnO4
  △  
.
 
K2MnO4+MnO2+O2↑
.
(2)若用B装置制备氢气,且产生的气体中不含酸性杂质气体,则试剂X常用
稀硫酸
稀硫酸
,用G装置收集氢气,②应与
⑧
⑧
(填接口序号)相连,反应的化学方程式为
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
.
(3)现有如下资料:
①实验室用Na2SO3固体与稀H2SO4在常温下反应制取SO2气体.
②通常状况下,SO2是一种密度比空气大的有毒气体,能溶于水,水溶液能使紫色石蕊试液变红,能与碱溶液反应.
若在实验室中用上述装置制备并收集一瓶干燥的SO2气体,且符合“绿色化学”理念,所选装置从左到右的连接顺序为(填接口序号)
②→⑩→→⑨→⑧→⑥
②→⑩→→⑨→⑧→⑥
.

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科目:初中化学 来源:广西自治区中考真题 题型:实验题

根据下列所给的实验装置回答有关问题 回答下列问题:
(1)甲装置中a仪器的名称是___________。使用a仪器有很多注意事项,请任意写出一点来_________。
(2)选用四甲装置可以制取的一种气体是__________(填化学式)。
(3)①小明在实验操作考查中抽到的考题是“在实验室制取二氧化碳,用排气法收集一满瓶二氧化碳,放置在实验桌上。”为完成实验,他应选用上列装置中的_____(填装置序号)检验集气瓶是否收集满二氧化碳的方法是____________。
②若选用乙和己装置制备氢气,请写出反应的化学方程式___________________。
③经过学习小明对气体制备有一些心得,如:选择制取气体的反应装置时应考虑的两个因素是___________,_____________。
(4)现要制取一瓶二氧化氮气体,小明收集到如下资料。
①制取NO2的反应原理:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O
②通常状况下,NO2是一种密度比空气大有毒气体,能与水发生反应。
③NO2能与可溶性碱反应生成盐和水。结合已掌握的知识,在实验室用上列装置制备一瓶二氧化氮气体,从左到右的连接顺序为______________(填接口序号)。

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