Question

氫氣被認為是最清潔的燃料，以下是小明同學(xué)整理的知識網(wǎng)絡(luò)：
（1）在“水的組成”學(xué)習(xí)中，可以通過電解水的實驗（如圖1）得到氫氣．請寫出試管1中氣體的檢驗方法以及試管2中氣體檢驗的化學(xué)反應(yīng)方程式．

（2）在學(xué)習(xí)“使用燃料對環(huán)境的影響”中可知，實驗室常用“鋅與稀硫酸反應(yīng)來制取氫氣”．
①如圖2裝置中可用于制取氫氣的發(fā)生裝置和收集裝置分別是

 

（填字母）．若使用該發(fā)生裝置和C裝置相連，還能用于在實驗室制取其他氣體，請用化學(xué)方程式表示制取該氣體的反應(yīng)原理

 

（任寫一種即可）．
②請計算：實驗室若要制取0.2g氫氣，需用鋅多少克？
（3）如圖3表示的是鐵和鋅分別與稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣的質(zhì)量與反應(yīng)時間的關(guān)系圖，你從圖中可得到什么信息？（寫出一點即可）
（4）目前人類以化石燃料為主要能源．化石燃料有煤、

 

和天然氣，它們都屬于不可再生能源．而人類對汽車燃料的使用正經(jīng)歷以下兩個轉(zhuǎn)變：

請從環(huán)保的角度評價使用氫能源的優(yōu)點．

Answer 1

分析：（1）電解水時產(chǎn)生的氫氣與氧氣的體積比為2：1，可以判斷出試管1中的氣體為氧氣，可用帶火星的木條或燃著的木條進行檢驗；試管2中氣體為氫氣，可用燃著的木條進行檢驗，將燃著的木條伸到試管口，氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍色的火焰，證明收集的氣體是氫氣；
（2）氣體發(fā)生裝置的選擇取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，該反應(yīng)是固體、液體在常溫下的反應(yīng)，可用B作為發(fā)生裝置．氣體收集裝置的選擇取決于氣體的物理性質(zhì)，氫氣密度比空氣小且難溶于水，可用D或E裝置進行收集．由于C裝置是向上排空氣法收集裝置，可以用來收集氧氣或二氧化碳．根據(jù)整個制取裝置特點，可以用過氧化氫溶液制取氧氣或用鹽酸與石灰石反應(yīng)制取二氧化碳；
（3）金屬越活潑，與酸反應(yīng)的速率越快，相同質(zhì)量時反應(yīng)時間越短，在坐標(biāo)圖中表現(xiàn)出來是斜率大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣多；
（4）化石燃料有煤、石油和天然氣以及氫能燃燒生成水，無污染．

解答：解：（1）電解水時產(chǎn)生的氫氣與氧氣的體積比為2：1，可以判斷出試管1中的氣體為氧氣，可用帶火星的木條或燃著的木條進行檢驗；試管2中氣體為氫氣，可用燃著的木條進行檢驗，將燃著的木條伸到試管口，氣體燃燒，產(chǎn)生淡藍色的火焰，證明收集的氣體是氫氣，化學(xué)反應(yīng)方程式2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；故填：將帶火星的木條伸入試管中，木條復(fù)燃（或?qū)⑷贾�的木條伸入試管中，木條燃燒得更旺），證明是氧氣； 2H₂+O₂

點燃  .

2H₂O；
（2）氣體發(fā)生裝置的選擇取決于反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件，該反應(yīng)是固體、液體在常溫下的反應(yīng)，可用B作為發(fā)生裝置．氣體收集裝置的選擇取決于氣體的物理性質(zhì)，氫氣密度比空氣小且難溶于水，可用D或E裝置進行收集．由于C裝置是向上排空氣法收集裝置，可以用來收集氧氣或二氧化碳．根據(jù)整個制取裝置特點，可以用過氧化氫溶液制取氧氣或用鹽酸與石灰石反應(yīng)制取二氧化碳；
故填：①BD或BE；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑或CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②解：設(shè)需要鋅的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65              2
x             0.2g

65

x

=

2

0.2g

x=6.5g
答：需用鋅6.5g．
（3）金屬越活潑，與酸反應(yīng)的速率越快，相同質(zhì)量時反應(yīng)時間越短，在坐標(biāo)圖中表現(xiàn)出來是斜率大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的氫氣多，所以可知鋅比鐵活潑，或單位時間內(nèi)鋅比鐵產(chǎn)生的氫氣多（或鋅比鐵反應(yīng)快 或隨著時間的增加，金屬產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量也逐漸增多等）；故填：鋅比鐵活潑，或單位時間內(nèi)鋅比鐵產(chǎn)生的氫氣多（或鋅比鐵反應(yīng)快 或隨著時間的增加，金屬產(chǎn)生的氫氣的質(zhì)量也逐漸增多等）；
（4）化石燃料有煤、石油和天然氣；氫能燃燒生成水，無污染．
故填：石油；生成物是水，不污染環(huán)境．

點評：本題考查電解水實驗、氫氣的制取裝置和相關(guān)知識，考查學(xué)生的綜合化學(xué)知識，使學(xué)生進一步明白實驗裝置的選取取決于物質(zhì)的相關(guān)性質(zhì)