Question

14．自制一個(gè)不使用電力的四輪小車(chē)（如圖），往試管中加入化學(xué)試劑，塞緊塞子，讓小車(chē)在摩擦力很小的水平道路上運(yùn)動(dòng)．
（1）在試管中無(wú)論發(fā)生化學(xué)變化或物理變化，都可能使小車(chē)向前推進(jìn)，問(wèn)小車(chē)的推進(jìn)原理是什么？小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力；
（2）若在試管中放入足量10%的鹽酸溶液，理論上，要使小車(chē)跑的較遠(yuǎn)，應(yīng)放入下列哪種試劑①（可供選擇的試劑有①鐵粉②鋅粉③銅粉，填寫(xiě)序號(hào)），原因是鐵的相對(duì)原子質(zhì)量小，產(chǎn)生的氫氣多，銅不會(huì)與鹽酸反應(yīng)，在試管中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）若在試管中放入一定質(zhì)量10%的鹽酸溶液，理論上，要使小車(chē)的初速度較快，應(yīng)放入下列哪種試劑②（可供選擇的試劑有①鐵粉②鋅粉③銅粉，填寫(xiě)序號(hào)），原因是Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（4）選定試劑后，在不改變?cè)噭┵|(zhì)量及道路和動(dòng)力的條件下，如何使張明的小車(chē)跑得更遠(yuǎn)？請(qǐng)?zhí)岢鲆环N改進(jìn)的方法可讓氫氣燃燒．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力，因此，要使小車(chē)運(yùn)動(dòng)，只要能使試管內(nèi)釋放出氣體進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)要使要使小車(chē)跑的較遠(yuǎn)，需要產(chǎn)生的氫氣量較多進(jìn)行分析；
（3）根據(jù)要使小車(chē)的初速度較快，需要在剛開(kāi)始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)速率較快進(jìn)行分析；
（4）根據(jù)不改變提供的試劑、不改變?cè)噭┛傎|(zhì)量及小車(chē)、道路的條件下，從理論上講，使小車(chē)跑的更遠(yuǎn)就應(yīng)使小車(chē)獲得更大的推力．改進(jìn)的方向就是使推力最大化進(jìn)行分析．

解答 解：（1）小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力，因此，要使小車(chē)運(yùn)動(dòng)，只要能使試管內(nèi)釋放出氣體，所以推進(jìn)原理是：小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力；
（2）要使要使小車(chē)跑的較遠(yuǎn)，需要產(chǎn)生的氫氣量較多，所以應(yīng)選①，原因是：鐵的相對(duì)原子質(zhì)量小，產(chǎn)生的氫氣多，銅不會(huì)與鹽酸反應(yīng)，鐵和鹽酸反應(yīng)生成氯化亞鐵和氫氣，化學(xué)方程式為：Fe+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）要使小車(chē)的初速度較快，需要在剛開(kāi)始反應(yīng)時(shí)反應(yīng)速率較快，鋅的活動(dòng)性較強(qiáng)，所以選②，鋅和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（4）在現(xiàn)有條件不變的情況下，使小車(chē)跑得更遠(yuǎn)，就應(yīng)使小車(chē)獲得更大的推力．可把導(dǎo)管彎曲成與小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向水平，使力集中于推動(dòng)小車(chē)；或使氫氣燃燒面發(fā)生爆炸，使氣體體積迅速膨脹而獲得更大的推動(dòng)力．
故答案為：（1）小車(chē)的運(yùn)動(dòng)是由于試管內(nèi)氣體沖出時(shí)產(chǎn)生的推力；
（2）①，鐵的相對(duì)原子質(zhì)量小，產(chǎn)生的氫氣多，銅不會(huì)與鹽酸反應(yīng)，F(xiàn)e+2HCl═FeCl₂+H₂↑；
（3）②，Zn+2HCl=ZnCl₂+H₂↑；
（4）可讓氫氣燃燒．

點(diǎn)評(píng) 金屬越活潑，與酸反應(yīng)生成氫氣越快，但不一定越多，生成氫氣的質(zhì)量與金屬的化合價(jià)和相對(duì)原子質(zhì)量有關(guān)．