Question

3月11日，日本仙台港以东发生大地震．受其影响，当地时间12日下午，日本福岛第一核电站1号机组内发生氢气爆炸．
（1）机组内氢气的来源是：冷却系统被破坏后，核燃料棒外由锆（Zr）合金做的包壳被加热到1200℃以上时，和水发生反应，生成氧化锆（ZrO₂），并放出氢气．氧化锆中锆的化合价为

 

； 氢气爆炸的化学方程式为

 

．
（2）实验室常用锌粒和稀硫酸来制取氢气，反应的化学方程式为

 

；可以选择下图中

 

（填装置序号）做发生装置；装置A中的玻璃仪器有导管、

 

和

 

（填仪器名称）
（3）高阳同学用锌粒和浓盐酸制取氢气，制得的氢气含有少量的水蒸气和HCl气体．若要得到干燥、纯净的氢气，需要通过C和D装置，则装置按导管口数字连接的顺序是：发生装置→

 

→

 

→

 

→

 

→收集装置．装置E是用排空气法收集氢气的装置，请你判断气体应由

 

进

 

出 （填导管口序号）．
（4）实验室常用加热无水醋酸钠和碱石灰两种固体混合物制取甲烷气体，则制取甲烷可以选用的发生装置是

 

；如用F装置收集甲烷，实验结束时，停止该实验的正确的操作方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）根据化合物中正负化合价代数和为零的原则解答，根据反应物和生成物反应条件，可书写化学方程式．
（2）根据实验室制取氢气的反应原理，反应物的状态、反应条件选择发生装置．
（3）制得的氢气含有少量水蒸气和HCI气体，若要得到干燥、纯净的氢气，需要先除去氯化氢气体，然后除去水蒸气．因此需要先将气体通过氢氧化钠溶液，然后通过浓硫酸溶液．用E装置收集密度比空气小的气体，气体应该是短进长出．
（4）利用无水醋酸钠和碱石灰两种固体混合物制取甲烷气体，是固固加热型装置，实验结束时要防止倒吸现象的发生．

解答：解：（1）由题意氧化锆化学式为ZrO₂），在其中氧为-2价，故Zr为+4价，氢气燃烧的化学方程式为：2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O；
（2）实验室常用锌粒和稀硫酸来制取氢气，反应的化学方程式为 Zn+H₂SO₄═H₂↑+ZnSO₄；固液反应不需要加热，故选B，装置A中玻璃仪器有试管、酒精灯．
（3）若要得到干燥、纯净的氢气，需要先除去氯化氢气体，然后除去水蒸气．用E装置收集密度比空气小的气体，气体应该是短进长出．故填：③→④→②→①；⑥；⑤
（5）加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物制取甲烷气体，反应物的状态为固态，反应条件为加热，应选的发生装置为固-固加热型，为防止排水法收集气体时倒吸现象的发生，一般是先移除导管再撤掉酒精灯．
故答案为：（1）+4   2H₂+O₂

点燃  .

2H₂O
（2）Zn+H₂SO₄═H₂↑+ZnSO₄  B，试管，酒精灯
（3）③④②①⑥⑤
（4）A，先将导管从水槽中取出，再熄灭酒精灯

点评：气体的制取是教材上最主要的实验之一，在考查中占有重要地位，要熟练掌握气体制取的仪器的使用、装置的选择、原理及方程式、步骤、注意事项、装置评价，装置改进等知识点，并能灵活应用．