Question

为改善城市环境，提升生活质量，建设生态宝应，我县陆续使用天然气，乙醇汽油等清洁能源．
（1）镇江市区家用燃料的更新历程如下：

①下列有关家用燃料更新的理由，正确的是

 

．
A．天然气是可再生的能源
B．气体燃料的利用率更高
C．减少煤燃烧过程中产生的污染物
②天然气（主要成分是甲烷）和液化石油气（主要成分是丙烷和丁烷）中碳元素的质量分数分别约为75%和82.3%，通过该数据分析：相同条件下，用天然气作燃料比液化石油气更环保的理由

 

．
③甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式为

 

．
（2）从新疆输送到镇江气门站的天然气需经过除杂、添加无毒臭味剂、减压等处理后才能输送到市民家中．用分子的观点解释天然气减压后体积会膨胀的原因

 

．在其中添加无毒臭味剂可以起到的作用是

 

．
（3）为进一步提升空气质量，我县将逐步推广乙醇汽油的使用．所谓乙醇汽油是在汽油中加入适量乙醇混合而成的一种燃料．
①乙醇汽油属于

 

 （选填：“纯净物”或“混合物”）．
②从环境保护的角度看，下列燃料中最理想的是

 

（填写字母编号）．
A．氢气       B．煤      C．乙醇汽油       D．煤气（主要含CO）
（4）为测定原煤中的含碳量需要用纯氧气．但小亮同学在实验室制氧气的过程中发现：收集的氧气占集气瓶容积的60%（空气占40%）时，能使带火星的木条复燃．那么，使带火星的木条复燃的氧气浓度的最低值是多少呢？小亮对此展开探究：
第一组实验：取5只集气瓶，编号为①、②、③、④、⑤，分别装入其总容积10%、20%、30%、40%、50%的水．用排水法收集氧气，恰好把5只集气瓶中的水排去．将带火星的木条依次插入①～⑤号瓶中，记录实验现象．
小亮在前一组实验的基础上又做了第二组和第三组实验，三组实验的数据和现象见下表．

组别	一					二					三
集气瓶编号	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
瓶中O2占容积的体积分数（%）	l0	20	30	40	50	3l	33	35	37	39	34
带火星木条的状况	微亮	亮	很亮	复燃	复燃	很亮	很亮	复燃	复燃	复燃	很亮

请根据实验回答下列问题：
①使用带火星的木条验满氧气的方法是否可靠：

 

（填“是”或“否’'）．
②收集的氧气占容积的体积分数最低为

 

%时，可使带火星的木条复燃，这时集气瓶中氧气的体积分数分数是

 

%（计算结果保留整数）．
③采取“半值法”探究能减少实验次数．例如：第一组实验若按③、④的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在30%～40%之间，从而省去编号为①、②、⑤的实验．同理，第二组实验可以省去的实验编号为

 

．
（5）鉴于用收集好氧气再进行实验，存在上述不确定因素，因此小亮和同学们决定采用下列装置进行测定（如图1）：

资料：①干燥原煤燃烧产生的气体主要是CO₂，但同时含有少量SO₂和CO；
②SO₂能与高锰酸钾（KMnO₄）反应而使溶液紫红色褪去，也能使澄清石灰水变混浊；而CO₂和CO均不能使紫红色高锰酸钾溶液褪色．请根据装置图2回答：
①浓硫酸的作用是

 

（选填A或B）．  A、干燥气体    B、除去气体中碱性物质
②试写出B装置和C装置的作用：B装置的作用

 

；C装置的作用

 

．
③若将B、C装置中改成澄清石灰水，D、E装置中改成高锰酸钾溶液，测得原煤中碳元素的质量分数

 

（填“偏大”或“偏小”）．
④F中反应的化学方程式

 

．
⑤尾气应如何处理？

 

．
（6）过氧化氢溶液长期保存会自然分解，使得溶质质量分数减小．为确保实验时双氧水的用量．小亮和同学们事先对实验室提供的过氧化氢溶液进行了溶质质量分数测定．他们取出该溶液51g，加入适量二氧化锰，生成氧气的质量与反应时间的关系如图2所示．
①完全反应后生成氧气的质量为

 

 g．
②计算该过氧化氢溶液中溶质的质量分数．

Answer 1

分析：（1）天然气是一种不可再生能源，气体燃料能够与氧气充分接触，燃烧更充分，天然气燃烧生成水和二氧化碳，是一种清洁能源；
（2）微观粒子之间的间隔随着压强的增大而减小，随着压强的减小而增大；
（3）由多种物质组成的物质，属于混合物；
氢气燃烧只生成水，不污染环境；
（4）氧气能使带火星的木条复燃，根据提供的数据可以进行相关方面的判断；
（5）浓硫酸具有吸水性，可以用作干燥剂；
氧化铁和一氧化碳在高温条件下反应能生成铁和二氧化碳；
（6）根据图中提供的数据可以判断生成氧气的质量，进一步可以计算过氧化氢的质量分数．

解答：解：（1）①气体燃料比固体燃料的利用率更高，使用气体燃料可以减少煤燃烧过程中产生的污染物，这些是家用燃料更新的理由．
故填：BC．
②天然气中碳元素的质量分数低于液化石油气中碳元素的质量分数，相同条件下，天然气燃烧更充分，不容易产生污染环境的物质．
故填：天然气燃烧更充分．
③甲烷在空气中完全燃烧时生成水和二氧化碳，反应的化学方程式为：CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O．
故填：CH₄+2O₂

点燃  .

CO₂+2H₂O．
（2）天然气减压后，甲烷分子之间的间隔变大，体积会膨胀；
天然气没有气味，泄漏时不容易被发现，在其中添加无毒臭味剂可以使人们及时发现泄漏，可以避免安全事故的发生．
故填：减小压强，分子之间的间隔变大；有利于发现天然气泄漏，确保安全．
（3）①乙醇汽油中含有汽油和乙醇，属于混合物．
故填：混合物．
②氢气燃烧只生成水，不污染环境，是最理想的燃料．
故填：A．
（4）①当氧气的浓度达到一定程度时，能使带火星的木条复燃，所以使用带火星的木条验满氧气的方法不可靠．
故填：否．
②由实验提供的数据可知，当氧气占容积的体积分数最低为35%时，可使带火星的木条复燃；
假设集气瓶的容积是100，氧气的体积为：35+（100-35）×21%=48.65，
这时集气瓶中氧气的体积分数分数为：

48.65

100

×100%=49%．
故填：35；49．
③第二组若按②、③的编号顺序进行实验，即可确定下一组实验收集的氧气占容积的体积分数应在33%～35%之间，从而①④⑤．
故填：①④⑤．
（5）①浓硫酸的作用是吸收水蒸气，干燥氧气．
故填：A．
②B装置的作用是除去二氧化硫；C装置的作用是验证二氧化硫是否完全除去．
故填：除去二氧化硫；验证二氧化硫是否完全除去．
③若将B、C装置中改成澄清石灰水，D、E装置中改成高锰酸钾溶液，则二氧化硫和氢氧化钙反应能生成亚硫酸钙沉淀，测得原煤中碳元素的质量分数会偏大．
故填：偏大．
④F中氧化铁和一氧化碳反应能生成铁和二氧化碳，反应的化学方程式为：Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO

高温  .

2Fe+3CO₂．
⑤可以用塑料袋把尾气收集起来．
故填：用塑料袋收集起来．
（6）①完全反应后生成氧气的质量为0.48g．
故填：0.48．
②解：设过氧化氢的质量为x，
2H₂O₂

催化剂  .

2H₂O+O₂↑，
 68              32
 x              0.48g

68

32

=

x

0.48g

，
x=1.02g，
该过氧化氢溶液中溶质的质量分数为：

1.02g

51g

×100%=2%，
答：过氧化氢的质量分数是2%．

点评：本题涉及的内容较多，其中有燃料的燃烧、实验、化学方程式的书写、计算的方面的知识，要认真领会，善于总结，从而得出正确的结论．