Question

氢气被认为是最清洁的燃料，以下是小明同学整理的知识网络：
（1）在“水的组成”学习中，可以通过电解水的实验（如图1）得到氢气．请写出试管1中气体的检验方法以及试管2中气体检验的化学反应方程式．

（2）在学习“使用燃料对环境的影响”中可知，实验室常用“锌与稀硫酸反应来制取氢气”．
①如图2装置中可用于制取氢气的发生装置和收集装置分别是

 

（填字母）．若使用该发生装置和C装置相连，还能用于在实验室制取其他气体，请用化学方程式表示制取该气体的反应原理

 

（任写一种即可）．
②请计算：实验室若要制取0.2g氢气，需用锌多少克？
（3）如图3表示的是铁和锌分别与稀盐酸反应生成氢气的质量与反应时间的关系图，你从图中可得到什么信息？（写出一点即可）
（4）目前人类以化石燃料为主要能源．化石燃料有煤、

 

和天然气，它们都属于不可再生能源．而人类对汽车燃料的使用正经历以下两个转变：

请从环保的角度评价使用氢能源的优点．

Answer 1

分析：（1）电解水时产生的氢气与氧气的体积比为2：1，可以判断出试管1中的气体为氧气，可用带火星的木条或燃着的木条进行检验；试管2中气体为氢气，可用燃着的木条进行检验，将燃着的木条伸到试管口，气体燃烧，产生淡蓝色的火焰，证明收集的气体是氢气；
（2）气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件，该反应是固体、液体在常温下的反应，可用B作为发生装置．气体收集装置的选择取决于气体的物理性质，氢气密度比空气小且难溶于水，可用D或E装置进行收集．由于C装置是向上排空气法收集装置，可以用来收集氧气或二氧化碳．根据整个制取装置特点，可以用过氧化氢溶液制取氧气或用盐酸与石灰石反应制取二氧化碳；
（3）金属越活泼，与酸反应的速率越快，相同质量时反应时间越短，在坐标图中表现出来是斜率大，单位时间内产生的氢气多；
（4）化石燃料有煤、石油和天然气以及氢能燃烧生成水，无污染．

解答：解：（1）电解水时产生的氢气与氧气的体积比为2：1，可以判断出试管1中的气体为氧气，可用带火星的木条或燃着的木条进行检验；试管2中气体为氢气，可用燃着的木条进行检验，将燃着的木条伸到试管口，气体燃烧，产生淡蓝色的火焰，证明收集的气体是氢气，化学反应方程式2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O；故填：将带火星的木条伸入试管中，木条复燃（或将燃着的木条伸入试管中，木条燃烧得更旺），证明是氧气； 2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O；
（2）气体发生装置的选择取决于反应物的状态和反应条件，该反应是固体、液体在常温下的反应，可用B作为发生装置．气体收集装置的选择取决于气体的物理性质，氢气密度比空气小且难溶于水，可用D或E装置进行收集．由于C装置是向上排空气法收集装置，可以用来收集氧气或二氧化碳．根据整个制取装置特点，可以用过氧化氢溶液制取氧气或用盐酸与石灰石反应制取二氧化碳；
故填：①BD或BE；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑或CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②解：设需要锌的质量为x
Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
65              2
x             0.2g

65

x

=

2

0.2g

x=6.5g
答：需用锌6.5g．
（3）金属越活泼，与酸反应的速率越快，相同质量时反应时间越短，在坐标图中表现出来是斜率大，单位时间内产生的氢气多，所以可知锌比铁活泼，或单位时间内锌比铁产生的氢气多（或锌比铁反应快 或随着时间的增加，金属产生的氢气的质量也逐渐增多等）；故填：锌比铁活泼，或单位时间内锌比铁产生的氢气多（或锌比铁反应快 或随着时间的增加，金属产生的氢气的质量也逐渐增多等）；
（4）化石燃料有煤、石油和天然气；氢能燃烧生成水，无污染．
故填：石油；生成物是水，不污染环境．

点评：本题考查电解水实验、氢气的制取装置和相关知识，考查学生的综合化学知识，使学生进一步明白实验装置的选取取决于物质的相关性质