Question

2010年10月1號隨著嫦娥二號探月衛(wèi)星的成功升空，中國探月工程二期解開了序幕．明明對本次衛(wèi)星發(fā)射所使用的液氫燃料產(chǎn)生了濃厚興趣，準(zhǔn)備對課本上關(guān)于氫氣的知識進行一次歸納整理．

【氫氣的制法】
（1）在第三單元“水的組成”中，明明發(fā)現(xiàn)通過電解水的實驗（如圖1）得到氫氣．請寫出檢驗試管1中氣體的方法．
（2）在第七單元“使用燃料對環(huán)境的影響”中，明明知道了實驗室常用“鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣”，并嘗試著運用第六單元知識，選用如圖2一起（A～E）組裝裝置、制取氫氣
①他應(yīng)選用的發(fā)生和收集裝置分別是

 

、

 

（填對應(yīng)字母）． 利用其中的發(fā)生裝置明明還能制備兩種氣體，其反應(yīng)原理是

 

、

 

（用化學(xué)方程式表示）
②請用第五單元知識，通過計算說明：明明想要在實驗室制取0.2g氫氣，需用含鋅65%的粗鋅多少克？
（3）在第八單元“金屬的化學(xué)性質(zhì)”中，明明發(fā)現(xiàn)很多金屬都能與鹽酸、稀硫酸反應(yīng)得到氫氣，這些金屬的特征是

 

，相應(yīng)的基本反應(yīng)類型是

 

．
【氫氣的性質(zhì)與用途】
（4）在第三單元的拓展性課題“最輕的氣體”中，明明了解到氫氣具有還原性，可用來制取某些金屬和單晶硅．
①請寫出一個用氫氣制取金屬的化學(xué)方程式：

 

．
②制取高純度硅的一個反應(yīng)為X+2H₂═Si+4HCl，則X的化學(xué)式為

 

．
（5）在第七單元“使用燃料對環(huán)境的影響”中，明明還了解到氫氣被認(rèn)為氫氣被認(rèn)為是最清潔的燃料，而且發(fā)現(xiàn)人類對汽車燃料的使用正經(jīng)歷以下兩個轉(zhuǎn)變：汽油、柴油乙醇汽油、壓縮天然氣（CNG）太陽能、氫能等
①請設(shè)計實驗鑒別甲烷和氫氣（包括簡單操作、現(xiàn)象及結(jié)論）．
②請分別評價汽車燃料使用乙醇汽油、氫能源的優(yōu)點．

Answer 1

考點：氫氣的制取和檢驗,常見氣體的檢驗與除雜方法,電解水實驗,金屬的化學(xué)性質(zhì),質(zhì)量守恒定律及其應(yīng)用,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算,常用燃料的使用與其對環(huán)境的影響

專題：化學(xué)與能源,空氣與水,金屬與金屬材料,常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）根據(jù)氫氣能夠燃燒的性質(zhì)解答；（2）①鋅和稀硫酸反應(yīng)應(yīng)該是固液常溫型的，故選B，利用氣體的密度和溶解性選擇收集裝置，氫氣的密度比空氣小，難溶于水，故選CE；實驗室制取氧氣和二氧化碳也是固液常溫型；②根據(jù)質(zhì)量守恒定律和化學(xué)方程式的解法解答；（3）利用金屬活動性順序表中排在氫前面的金屬可以和酸反應(yīng)放出氫氣，排在氫后面的金屬不能和酸反應(yīng)放出氫氣，都是一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另一種單質(zhì)和一種化合物的反應(yīng) 屬于置換反應(yīng)；（4）根據(jù)題意寫出化學(xué)方程式，利用質(zhì)量守恒定律判斷X的化學(xué)式；（5）①根據(jù)甲烷和氫氣的燃燒產(chǎn)物解答；②從污染方面加以分析；

解答：解：（1）根據(jù)氫氣能夠燃燒 的性質(zhì)，點燃試管1中氣體，氣體能夠燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，則證明是氫氣；
（2）①鋅和稀硫酸反應(yīng)應(yīng)該是固液常溫型的，故選B，利用氣體的密度和溶解性選擇收集裝置，氫氣的密度比空氣小，難溶于水，故選CE利用其中的發(fā)生裝置明明還能制備的兩種氣體是氧氣和二氧化碳，化學(xué)方程式分別為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑   CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
②解：設(shè)需用含鋅65%的粗鋅的質(zhì)量為x
Zn+H₂SO=ZnSO₄+H₂↑
65            2
65%x        0.2g
    
  

65

2

=

65%x

0.2g

    x=10g
答：需用含鋅65%的粗鋅的質(zhì)量為10g；
（3）在金屬活動性順序表中排在氫前面的金屬可以和酸反應(yīng)放出氫氣，排在氫后面的金屬不能和酸反應(yīng)放出氫氣，這些金屬的特征是都排在氫前面可以和酸反應(yīng)放出氫氣，一種單質(zhì)和一種化合物反應(yīng)生成另 一種單質(zhì)和一種化合物的反應(yīng) 屬于置換反應(yīng)；
（4）氫氣具有還原性，可用來制取某些金屬，如；利用質(zhì)量守恒定律化學(xué)反應(yīng)前后元素的種類和質(zhì)量不變，故x是SiCl₄；
（5）①根據(jù)甲烷和氫氣的燃燒產(chǎn)物，分別點燃兩種氣體，在火焰的上方分別罩上涂有石灰水的燒杯，變渾濁的是甲烷，無現(xiàn)象的是氫氣；
②汽車燃料中使用乙醇汽油的優(yōu)點是節(jié)約石油資源、減少污染；氫氣燃燒生成水無污染，屬于最清潔的燃料．
答案：
（1）點燃試管1中氣體，氣體能夠燃燒，產(chǎn)生淡藍色火焰，則證明是氫氣
（2）①BE   2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑   CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
②需用含鋅65%的粗鋅的質(zhì)量為10g；
（3）排在氫的前面可以和酸反應(yīng)放出氫氣  置換反應(yīng)
（4）H₂+CuO

△   .

Cu+H₂O  SiCl₄
（5）①分別點燃兩種氣體，在火焰的上方分別罩上涂有石灰水的燒杯，變渾濁的是甲烷，無現(xiàn)象的是氫氣
②節(jié)約石油資源、減少污染    生成水無污染，屬于最清潔的燃料

點評：本題主要考查了氣體的制取，通過回答既考查了學(xué)生的分析問題的能力，有考查了學(xué)生的實驗探究能力．