Question

(本题共12分)“爆竹声中一岁除”燃放烟花爆竹是中华民族文化的重要组成部分，然而，近年灰我国许多大、中城市都对烟花爆竹实施了“禁放”或者“限放”，民族文化为什么受到限制，好奇心驱使小明，小强、小亮三位同学，他们决定对烟花爆竹进行展开实验探究。

【提出问题】烟花爆竹燃放时会产生什么气体？

【查阅资料】1.我国传统的黑火药的标准配方为：硝酸钾75％ 、硫磺l0％ 、木炭l5％，因为黑火药中的硫磺成分具有着火温度低、燃速快等性质，因而使黑火药容易点火，使得在生产过程中硫的使用量过大。

2.CO₂和SO₂均能使石灰水变浑浊；

【猜想】烟花爆竹燃放时会产生CO₂和SO₂

【实验过程】他们设计的实验探究过程如右图

实验开始前应先检查             ，再点燃酒精灯，已知2处为从爆竹中取出的少量的火药，根据实验设计要求应当还要用到       色的高锰酸钾溶液和石灰水，则3中应放的是               ，4中应放的是          ，若猜想正确， 4中发生反应的化学方程式是                   。结果证明原猜想正确。

【实验反思】

1、装置中气球的作用是                                          ，

2、已知 硬质玻璃管中发生的反应有S ＋2KNO₃­＋3C ＝＝＝ 3CO₂ ＋N₂  + X ，则X的化学式为         。该玻璃管中还发生的反应                   （写化学方程式）搞清烟花爆竹的基本原理和实验中产生的气体之后，该兴趣小组又利用春节期间测定市区某烟花爆竹集中燃放点处二氧化硫的含量

【查阅资料】1、可用含有一定量碘的溶液测定空气中的SO₂含量，反应方程式是：

SO₂＋I₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HI。

【测定装置】：甲同学设计了如下图所示的实验装置：

【测定步骤】：

(一) 配制一定浓度的稀碘溶液

（二）、二氧化硫含量的测定

(1)将一定浓度、一定质量的稀碘溶液放于洗气瓶中，并滴入几滴稀淀粉溶液，此时洗瓶中溶液的颜色为蓝色。（淀粉遇碘单质呈蓝色）

(2)3位同学分别设计好的装置来到燃放点，打开a, 关闭b用注射器抽取100 mL燃放点空气。再关闭a，打开b，再缓缓推动注射器，将气体全部推入滴有淀粉的碘水溶液中，重复上述操作多次，直到溶液刚好变成无色，记录抽气的次数。

（3）3位同学使溶液刚好变成无色时抽气的次数分别为50、60、65次，      次的最接近真实值，另两位同学不准确的原因为                            

（4）最终我们通过计算可以确定燃放点的二氧化硫含量是否超标。

【测定反思】

1．小明经过思考后认为在测定时可将右图所示的多孔球泡放入洗气瓶中，你认为加此仪器的好处是　　　　　　　　　　　　　　　　。

2．小强同学认为：实验方案需要抽气的次数太多，操作麻烦。与小亮讨论后，决定对设计的实验加以调整，以减少抽气的次数，他们调整的方案可能是                                                。

3．三位同学经过对烟花爆竹的研究，明白了国家“禁放”的和“限放”的原因，你认为原因的是      

A 减少噪声污染  B 减少固体废弃物污染 C 减少大气污染  D 减少粉尘污染

 

Answer 1

【答案】

【实验过程】先检查装置的气密性，  紫红色，  3中应放的是高锰酸钾，  4中应放的是澄清石灰水，Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

【实验反思】

1、起缓冲作用 ，

2、K₂S  S+O₂SO₂

【测定步骤】

（二）、（3）  50次， 不准确的原因为：二氧化硫未能与溶液充分反应                         

【测定反思】

1．增大接触面积，使二氧化硫与溶液充分反应。

2．减少稀碘溶液等（合理即可）

3．ABCD         

【解析】

试题分析：【实验过程】由于该装置需要气密性较好才行，所以首先要对该装置要进行气密性检查的处理；由于二氧化硫、二氧化碳均能使石灰水变浑浊，但二氧化硫具有漂白作用，能使紫红色高锰酸钾溶液褪色，所以应首先检验二氧化硫，故3中应放的是高锰酸钾；而后利用二氧化碳能使石灰水变浑浊的特征来检验二氧化碳，故4中应放的是澄清石灰水，则4中发生反应的化学方程式是Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O。

【实验反思】（1）由于该反应进行时较剧烈，容易导致装置内气压偏大，所以放上气球可有效地对装置内的压强起到缓冲作用；

（2）根据质量守恒定律可知，反应前后各原子的种类及个数不变，化学方程式S+2KNO₃+3C═3CO₂+N₂+X中，反应前硫原子、钾原子、氮原子、氧原子、碳原子分别是1、2、2、6、3；而反应后的碳原子、氧原子、氮原子分别是3、6、2，故X为K₂S；由于根据题意可知，该反应的生成物中还含有二氧化硫气体，所以玻璃管中还应发生反应为S+O₂SO₂。

【测定步骤】

（二）（3）依据实验叙述可知，使用的气体量越小说明反应的越充分，也就更接近准确，所以50次最接近准确值，次数越多说明每次反应都不充分。

【测定反思】

（1）采用多孔球泡能大大增加二氧化硫气体与溶液反应的接触面积，而使反应更充分，效果会更好一些；

（2）由于碘液的质量决定消耗的气体量，所以要想减少次数节约时间，就应该减小碘溶液的质量；

（3）根据燃放烟花爆竹的产物分析燃放烟花爆竹的危害。

A 燃放烟花爆竹，爆炸时会产生巨大的噪音，故禁放烟花爆竹能减少噪声污染；

B燃放烟花爆竹后，会产生大量的固体废弃物，故禁放烟花爆竹能减少固体废弃物污染；

C燃放烟花爆竹，会生成二氧化硫等有害气体，故禁放烟花爆竹能减少大气污染；

D燃放烟花爆竹，会产生大量的烟尘，故禁放烟花爆竹能减少粉尘污染。故选ABCD

考点：实验探究物质的组成成分以及含量，常见气体的检验与除杂方法，质量守恒定律及其应用，书写化学方程式

点评：对于探究型实验探究，要熟悉实验探究的环节和方法，精心设计实验方案，将所学过探究物质的性质或变化规律的技巧迁移至此，进行细心地探究实验和观察现象，再通过分析实验现象，推断、总结出该物质的性质或变化规律等。