16.为探究熔喷布的元素组成,某学习小组设计了如下实验探究(假设每步反应均完全进行,且 C、D 中试剂均足量)。
【提出问题】熔喷布由哪些元素组成?
【查阅资料】①无水硫酸铜粉末遇水变蓝;②熔喷布易燃,是由碳、氢、氧元素中的几种组成的化合物。
【实验猜想】猜想1:含碳、氢两种元素;
猜想2:含碳、氧两种元素;
猜想3:含氢、氧两种元素;
猜想4:
【实验装置】

(1)向装置中加入药品前,必须进行的操作是
(2)实验前将熔喷布样品剪成碎屑,其目的是
(3)实验时,加热
(4)装置 C 中
装置 D 中
据上述现象可判断:该熔喷布一定含
(5)当 B 中熔喷布消失时,先停止 B 处的加热,待冷却后再停止 A 处的加热。其目的是:①
(6)熔喷布完全燃烧后,测得 C、D 分别增重 5.4g、13.2g。关于熔喷布的说法正确的是
A. 一定含碳、氢元素,一定不含氧元素
B. 一定含碳、氢、氧元素
C. 分子中碳、氢原子个数之比为$1:2$
D. 分子中碳、氢、氧原子个数之比为$1:2:1$
【提出问题】熔喷布由哪些元素组成?
【查阅资料】①无水硫酸铜粉末遇水变蓝;②熔喷布易燃,是由碳、氢、氧元素中的几种组成的化合物。
【实验猜想】猜想1:含碳、氢两种元素;
猜想2:含碳、氧两种元素;
猜想3:含氢、氧两种元素;
猜想4:
含碳、氢、氧三种元素
。【实验装置】
(1)向装置中加入药品前,必须进行的操作是
检查装置的气密性
。(2)实验前将熔喷布样品剪成碎屑,其目的是
增大接触面积使反应更充分(或更完全或更迅速)
。(3)实验时,加热
A
(填“A”或“B”)处一段时间后,将 C、D 与 B 相连接,再加热另一处。(4)装置 C 中
无水硫酸铜由白色变为蓝色
(填现象),证明产生了$\ce{H_{2}O}$。装置 D 中
澄清石灰水变浑浊
(填现象),证明产生了$\ce{CO_{2}}$。据上述现象可判断:该熔喷布一定含
碳、氢
元素。是否含其他元素还需通过进一步的实验去验证。(5)当 B 中熔喷布消失时,先停止 B 处的加热,待冷却后再停止 A 处的加热。其目的是:①
防止液体倒吸
;②将 B 中产生的水蒸气完全驱赶至 C 中,二氧化碳完全驱赶至 D 中(两空答案可颠倒)
。(6)熔喷布完全燃烧后,测得 C、D 分别增重 5.4g、13.2g。关于熔喷布的说法正确的是
AC
(填字母)。A. 一定含碳、氢元素,一定不含氧元素
B. 一定含碳、氢、氧元素
C. 分子中碳、氢原子个数之比为$1:2$
D. 分子中碳、氢、氧原子个数之比为$1:2:1$
答案
16.【实验猜想】猜想4:含碳、氢、氧三种元素
(1) 检查装置的气密性
(2) 增大接触面积使反应更充分(或更完全或更迅速)
(3) A
(4) 无水硫酸铜由白色变为蓝色 澄清石灰水变浑浊 碳、氢
(5) ①防止液体倒吸 ②将B中产生的水蒸气完全驱赶至C中,二氧化碳完全驱赶至D中(两空答案可颠倒)
(6) AC
(1) 检查装置的气密性
(2) 增大接触面积使反应更充分(或更完全或更迅速)
(3) A
(4) 无水硫酸铜由白色变为蓝色 澄清石灰水变浑浊 碳、氢
(5) ①防止液体倒吸 ②将B中产生的水蒸气完全驱赶至C中,二氧化碳完全驱赶至D中(两空答案可颠倒)
(6) AC
解析
【分析】
本题为探究熔喷布元素组成的实验题,解题思路如下:首先根据资料中熔喷布的元素组成范围补充实验猜想;实验操作类问题需结合实验基本要求(如气密性检查、反应充分性)分析;产物检验利用无水硫酸铜和澄清石灰水的特性,结合质量守恒定律判断元素种类;操作顺序的目的需从实验准确性和安全角度分析;最后通过计算产物中碳、氢元素质量,与熔喷布质量对比,判断是否含氧并计算原子个数比得出选项。
【解析】
(1) 向装置加入药品前,必须检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验结果。
(2) 将熔喷布样品剪成碎屑,可增大样品与氧气的接触面积,使燃烧更充分、更完全。
(3) 实验时,先加热A处,利用高锰酸钾分解产生氧气,排尽装置内的空气(避免空气中的水和二氧化碳干扰后续产物检验),之后将C、D与B连接,再加热B处使熔喷布燃烧。
(4) 无水硫酸铜为白色,遇水生成蓝色的五水硫酸铜,故C中无水硫酸铜由白色变为蓝色,证明生成了$\ce{H_{2}O}$;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故D中澄清石灰水变浑浊,证明生成了$\ce{CO_{2}}$;根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,产物含$\ce{H}$、$\ce{C}$元素,且氧气提供氧元素,因此熔喷布一定含碳、氢元素。
(5) 先停止B处加热,待冷却后再停止A处加热,目的:①防止装置冷却后压强减小,导致D中液体倒吸进入热的玻璃管,使装置炸裂;②将B中产生的水蒸气和二氧化碳完全驱赶至C、D装置中,确保被完全吸收,保证测量结果准确。
(6) 计算:C增重5.4g为生成水的质量,其中氢元素质量=$5.4\ \mathrm{g}×\frac{2}{18}=0.6\ \mathrm{g}$;D增重13.2g为生成二氧化碳的质量,其中碳元素质量=$13.2\ \mathrm{g}×\frac{12}{44}=3.6\ \mathrm{g}$;碳、氢元素总质量=$0.6\ \mathrm{g}+3.6\ \mathrm{g}=4.2\ \mathrm{g}$,与熔喷布样品质量相等,说明熔喷布不含氧元素,故A正确,B错误;碳、氢原子个数比=$\frac{3.6\ \mathrm{g}}{12}:\frac{0.6\ \mathrm{g}}{1}=0.3:0.6=1:2$,故C正确,D错误。因此选AC。
【答案】
【实验猜想】含碳、氢、氧三种元素
(1) 检查装置的气密性
(2) 增大接触面积使反应更充分(或更完全或更迅速)
(3) A
(4) 无水硫酸铜由白色变为蓝色;澄清石灰水变浑浊;碳、氢
(5) 防止液体倒吸;将B中产生的水蒸气完全驱赶至C中,二氧化碳完全驱赶至D中(两空答案可颠倒)
(6) AC
【知识点】
质量守恒定律;常见气体的检验;实验基本操作
【点评】
本题结合实验探究与化学计算,考查学生对物质元素组成的判断方法,需掌握气体检验、实验操作目的及元素质量计算,是一道中等难度的实验题。
【难度系数】
0.6
本题为探究熔喷布元素组成的实验题,解题思路如下:首先根据资料中熔喷布的元素组成范围补充实验猜想;实验操作类问题需结合实验基本要求(如气密性检查、反应充分性)分析;产物检验利用无水硫酸铜和澄清石灰水的特性,结合质量守恒定律判断元素种类;操作顺序的目的需从实验准确性和安全角度分析;最后通过计算产物中碳、氢元素质量,与熔喷布质量对比,判断是否含氧并计算原子个数比得出选项。
【解析】
(1) 向装置加入药品前,必须检查装置的气密性,防止装置漏气影响实验结果。
(2) 将熔喷布样品剪成碎屑,可增大样品与氧气的接触面积,使燃烧更充分、更完全。
(3) 实验时,先加热A处,利用高锰酸钾分解产生氧气,排尽装置内的空气(避免空气中的水和二氧化碳干扰后续产物检验),之后将C、D与B连接,再加热B处使熔喷布燃烧。
(4) 无水硫酸铜为白色,遇水生成蓝色的五水硫酸铜,故C中无水硫酸铜由白色变为蓝色,证明生成了$\ce{H_{2}O}$;二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊,故D中澄清石灰水变浑浊,证明生成了$\ce{CO_{2}}$;根据质量守恒定律,反应前后元素种类不变,产物含$\ce{H}$、$\ce{C}$元素,且氧气提供氧元素,因此熔喷布一定含碳、氢元素。
(5) 先停止B处加热,待冷却后再停止A处加热,目的:①防止装置冷却后压强减小,导致D中液体倒吸进入热的玻璃管,使装置炸裂;②将B中产生的水蒸气和二氧化碳完全驱赶至C、D装置中,确保被完全吸收,保证测量结果准确。
(6) 计算:C增重5.4g为生成水的质量,其中氢元素质量=$5.4\ \mathrm{g}×\frac{2}{18}=0.6\ \mathrm{g}$;D增重13.2g为生成二氧化碳的质量,其中碳元素质量=$13.2\ \mathrm{g}×\frac{12}{44}=3.6\ \mathrm{g}$;碳、氢元素总质量=$0.6\ \mathrm{g}+3.6\ \mathrm{g}=4.2\ \mathrm{g}$,与熔喷布样品质量相等,说明熔喷布不含氧元素,故A正确,B错误;碳、氢原子个数比=$\frac{3.6\ \mathrm{g}}{12}:\frac{0.6\ \mathrm{g}}{1}=0.3:0.6=1:2$,故C正确,D错误。因此选AC。
【答案】
【实验猜想】含碳、氢、氧三种元素
(1) 检查装置的气密性
(2) 增大接触面积使反应更充分(或更完全或更迅速)
(3) A
(4) 无水硫酸铜由白色变为蓝色;澄清石灰水变浑浊;碳、氢
(5) 防止液体倒吸;将B中产生的水蒸气完全驱赶至C中,二氧化碳完全驱赶至D中(两空答案可颠倒)
(6) AC
【知识点】
质量守恒定律;常见气体的检验;实验基本操作
【点评】
本题结合实验探究与化学计算,考查学生对物质元素组成的判断方法,需掌握气体检验、实验操作目的及元素质量计算,是一道中等难度的实验题。
【难度系数】
0.6
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