Question

6．2011年3月14日新华网报道，日本经济产业原子能安全和保安院14日宣布，福岛第一核电站3号机组当地时间11时01分发生氢气爆炸，反应堆所在建筑遭到损坏．氢气是中学实验中常用气体．某同学设计如下实验推测是水的组成．

根据实验回答下列问题：
（1）在浓硫酸中注入水可能的危害是可能会引起溶液瀑沸而产生危险．简述稀释浓硫酸的操作方法：先在烧杯中放入适量的水，然后将浓硫酸沿着烧杯内壁慢慢倒入水中，同时用不断用玻璃棒搅拌．
（2）实验开始之后，加热C玻璃管之前必须的操作是先在A装置中加入稀硫酸和锌粒，反应一段时间后在F处收集一小试管气体，用拇指堵住试管口，移至酒精灯上方，听声音，如果听到轻微的噗的声音，说明装置中氢气已经纯（操作细节）．从安全角度考虑，尾气要处理，请提出两种处理方法：将氢气收集起来或在F处点燃．

Answer 1

分析 根据装置图可知，题中实验的原理为用A装置产生氢气，经B装置干燥，通入C装置与氧化铜在加热条件下发生氧化还原反应生成水，水用碱石灰吸收，根据氧化铜的质量的变化和碱石灰的质量变化可确定氢元素和氧元素的质量比，据此推测水的组成，
（1）浓硫酸溶于水放出大量的热，且浓硫酸的密度大于水，据此分析；
（2）由于氢气中混有空气会爆炸，所以加热C玻璃管之前必须排尽装置中的空气，尾气主要成分是氢气，从安全角度考虑，可以将氢气收集起来或点燃；

解答 解：根据装置图可知，题中实验的原理为用A装置产生氢气，经B装置干燥，通入C装置与氧化铜在加热条件下发生氧化还原反应生成水，水用碱石灰吸收，根据氧化铜的质量的变化和碱石灰的质量变化可确定氢元素和氧元素的质量比，据此推测水的组成，
（1）浓硫酸溶于水放出大量的热，且浓硫酸的密度大于水，所以在浓硫酸中注入水可能会引起溶液瀑沸而产生危险，稀释浓硫酸的操作方法是先在烧杯中放入适量的水，然后将浓硫酸沿着烧杯内壁慢慢倒入水中，同时用不断用玻璃棒搅拌，
故答案为：可能会引起溶液瀑沸而产生危险；先在烧杯中放入适量的水，然后将浓硫酸沿着烧杯内壁慢慢倒入水中，同时用不断用玻璃棒搅拌；
（2）由于氢气中混有空气会爆炸，所以加热C玻璃管之前先在A装置中加入稀硫酸和锌粒，反应一段时间后在F处收集一小试管气体，用拇指堵住试管口，移至酒精灯上方，听声音，如果听到轻微的噗的声音，说明装置中氢气已经纯，可以在C处加热，尾气主要成分是氢气，从安全角度考虑，可以将氢气收集起来或在F处点燃，
故答案为：先在A装置中加入稀硫酸和锌粒，反应一段时间后在F处收集一小试管气体，用拇指堵住试管口，移至酒精灯上方，听声音，如果听到轻微的噗的声音，说明装置中氢气已经纯；将氢气收集起来或在F处点燃；

点评 本题主要考查实验基本操作和实验原理的分析，有一定的综合性，能够培养学生分析问题、解决问题的能力，题目难度中等．