Question

2．水-----生命之源

（1）日常生活中區(qū)分硬水與軟水用肥皂水．生活中將硬水軟化用加熱煮沸方法
（2）自來水廠常用二氧化氯殺菌消毒，寫出二氧化氯的化學(xué)式并標(biāo)出氯元素的化合價(jià)${\stackrel{+4}{Cl}O}_{2}$
（3）某養(yǎng)殖場(chǎng)欲測(cè)定水池中水的酸堿性強(qiáng)弱，可選用C（填序號(hào)）
A  紫色石蕊試液       B   酚酞試液        C   pH試紙
（4）探究水的組成化學(xué)上用如圖1裝置來測(cè)定水的組成，其中 a 為電源的負(fù)（填“正”或“負(fù)”）極，實(shí)驗(yàn)時(shí)加入少量氫氧化鈉來增強(qiáng)水的導(dǎo)電性，若一開始容器中水的質(zhì)量為49.7克，加入0.3克的氫氧化鈉完全溶解后，通電一段時(shí)間后，溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?nbsp;0.625%，則理論ab上，乙試管中可以收集到氣體1.5克（精確到小數(shù)點(diǎn)后一位），該實(shí)驗(yàn)得到關(guān)于水的組成的結(jié)論是水是由氫元素和氧元素組成的．
（5）測(cè)定水中各原子的個(gè)數(shù)比實(shí)驗(yàn)室用純凈干燥的氫氣還原氧化銅，并通過實(shí)驗(yàn)過程中圖2相關(guān)裝置中的質(zhì)量變化來測(cè)定水中氫氧原子個(gè)數(shù)比，實(shí)驗(yàn)步驟如下：（ 假設(shè)每步均吸收完全，不考慮一開始裝置中空氣對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響）
已知：①堿石灰是氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，可吸收水和二氧化碳，
     ②氫氧化銅受熱分解會(huì)生成水和氧化銅
第一步：連接裝置，檢查裝置氣密性，
第二步：分別稱得C中玻璃管和藥品總質(zhì)量101.6克，D中裝置連同藥品總質(zhì)量120.0克
第三步：通一段時(shí)間的氫氣，開始對(duì)C處玻璃管加熱．
第四步：停止加熱，繼續(xù)通一段時(shí)間的氫氣，
圖2方框中應(yīng)當(dāng)選用的發(fā)生裝置（見如圖3）為丙（選“甲”“乙”或“丙”），其中生成氫氣的化學(xué)方程式為Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
③A、B裝置中放的藥品分別為c（填序號(hào)） 
a．A中飽和的碳酸氫鈉溶液    B中濃硫酸        
b．A中濃硫酸                B中飽和的碳酸氫鈉溶液 
c．A中濃氫氧化鈉溶液        B中濃硫酸
d．A中濃硫酸                B中濃氫氧化鈉溶液
第五步：再次稱得C中玻璃管和藥品總質(zhì)量100.0克，D中裝置連同藥品總質(zhì)量121.8克．
①寫出標(biāo)號(hào)儀器的名稱a鐵架臺(tái)；②b酒精燈
③本次實(shí)驗(yàn)中用鋅和較濃的鹽酸反應(yīng)并得到持續(xù)穩(wěn)定的氫氣流
④實(shí)驗(yàn)開始通一段時(shí)間的氫氣，目的是除盡裝置中的空氣，確認(rèn)此目的已經(jīng)達(dá)到的實(shí)驗(yàn)操作方法為在E處收集氣體進(jìn)行點(diǎn)火檢驗(yàn)，發(fā)出輕微的噗聲．
⑤加熱一段時(shí)間后，C中發(fā)生反應(yīng)的方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱，繼續(xù)通氫氣的目的之一是讓生成的銅充分冷卻，另一目的為防止生成的銅重新被氧化
⑥E裝置的作用為防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中，若無此裝置，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得的氫氧個(gè)數(shù)比偏�。ㄌ睢捌�大”“偏小”或“無影響”）
⑦計(jì)算該實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的氫氧個(gè)數(shù)比為2：1
⑧實(shí)驗(yàn)反思，下列情況不會(huì)影響實(shí)驗(yàn)過程中氫氧原子個(gè)數(shù)比測(cè)定的是A（填序號(hào)） 
A．氧化銅沒有全部被還原     B．氧化銅中混有雜質(zhì)氧化鐵
C．氧化銅未完全干燥         D．氧化銅中混有少量氫氧化銅
⑨若本次實(shí)驗(yàn)中，參加反應(yīng)的氫氣只占實(shí)驗(yàn)所需氫氣量的五分之一，則完成此實(shí)驗(yàn)至少需要純度為80%的粗鋅多少克4.0625g（雜質(zhì)不與酸反應(yīng)）．

Answer 1

分析 根據(jù)軟水和硬水的鑒別、硬水的軟化、測(cè)定溶液酸堿度的方法、電解水的知識(shí)以及氫氣還原氧化銅、結(jié)合化學(xué)方程式的計(jì)算解答即可．

解答 解：（1）日常生活中區(qū)分硬水與軟水用肥皂水；生活中將硬水軟化用的是加熱煮沸的方法，故填：肥皂水；加熱煮沸；
（2）二氧化氯的化學(xué)式為：ClO₂，其中氯元素的化合價(jià)是$\stackrel{+4}{Cl}$，故填：$\stackrel{+4}{Cl}$O₂；
（3）要測(cè)定水池中水的酸堿性強(qiáng)弱，可選用pH試紙，故填：C；
（4）據(jù)圖可以看出，a端產(chǎn)生的氣體體積大，為電源的負(fù)極，一開始容器中水的質(zhì)量為49.7克，加入0.3克的氫氧化鈉完全溶解后，通電一段時(shí)間后，溶液中的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)變?yōu)?nbsp;0.625%，則此時(shí)溶液的質(zhì)量為：0.3g÷0.625%=48g，故電解的水的質(zhì)量為：49.7g-48g=1.7g，水中的氧元素全部轉(zhuǎn)化生成氧氣，故生成氧氣的質(zhì)量為：1.7g×$\frac{16}{18}$≈1.5g，則理論上，乙試管中可以收集到氣體1.5g；該實(shí)驗(yàn)得到關(guān)于水的組成的結(jié)論是水是由氫元素和氧元素組成的．故填：負(fù)；1.5；水是由氫元素和氧元素組成的；
（5）要生成氫氣，可以使用藥品鋅和稀鹽酸，是固液常溫型反應(yīng)，使用C裝置能控制反應(yīng)的速率，故圖2方框中應(yīng)當(dāng)選用的發(fā)生裝置為丙；鋅和稀鹽酸反應(yīng)生成氫氣和氯化鋅，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；故填：丙；Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑；
③要得到純凈干燥的氫氣，需要將產(chǎn)生的氫氣中的雜質(zhì)先除雜質(zhì)、后干燥，而飽和的碳酸氫鈉溶液與酸性物質(zhì)反應(yīng)會(huì)生成二氧化碳，故需要使用濃氫氧化鈉溶液，濃硫酸具有吸水性，故A、B裝置中放的藥品分別為濃氫氧化鈉溶液、濃硫酸，故填：c；
第五步：再次稱得C中玻璃管和藥品總質(zhì)量100.0克，D中裝置連同藥品總質(zhì)量121.8克．
①據(jù)圖可以看出，標(biāo)號(hào)儀器a是鐵架臺(tái)，b是酒精燈，故填：鐵架臺(tái)；酒精燈；
③本次實(shí)驗(yàn)中用鋅和較濃的鹽酸反應(yīng)并得到持續(xù)穩(wěn)定的氫氣流，故填：氫氣流；
④實(shí)驗(yàn)開始通一段時(shí)間的氫氣，目的是除盡裝置中的空氣，確認(rèn)此目的已經(jīng)達(dá)到的實(shí)驗(yàn)操作方法為在E處收集氣體進(jìn)行點(diǎn)火檢驗(yàn)，發(fā)出輕微的噗聲，故填：在E處收集氣體進(jìn)行點(diǎn)火檢驗(yàn)，發(fā)出輕微的噗聲．
⑤加熱一段時(shí)間后，C中氫氣和氧化銅反應(yīng)生成銅和水，發(fā)生反應(yīng)的方程式為H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O，實(shí)驗(yàn)結(jié)束，停止加熱，繼續(xù)通氫氣的目的之一是讓生成的銅充分冷卻，另一目的為防止生成的銅重新被氧化，故填：H₂+CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Cu+H₂O；防止生成的銅重新被氧化；
⑥E裝置能防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中，若無此裝置，會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)測(cè)得的氫氧個(gè)數(shù)比偏大，故填：防止空氣中的水蒸氣進(jìn)入D中；偏大；
⑦開始時(shí)C中玻璃管和藥品總質(zhì)量101.6克，D中裝置連同藥品總質(zhì)量120.0克；反應(yīng)后C中玻璃管和藥品總質(zhì)量100.0克，D中裝置連同藥品總質(zhì)量121.8克，故減少的氧的質(zhì)量為：101.6g-100.0g=1.6g，生成的水的質(zhì)量為：121.8g-120.0g=1.8g，故氫元素的質(zhì)量為：1.8g-1.6g=0.2g，該實(shí)驗(yàn)方法測(cè)得的氫氧個(gè)數(shù)比為：$\frac{0.2g}{1}：\frac{1.6g}{16}$=2：1，故填：2：1；
⑧A．氧化銅沒有全部被還原不會(huì)影響計(jì)算；     
B．氧化銅中混有雜質(zhì)氧化鐵會(huì)影響測(cè)定結(jié)果；
C．氧化銅未完全干燥會(huì)影響測(cè)定結(jié)果；         
D．氧化銅中混有少量氫氧化銅會(huì)影響測(cè)定結(jié)果；
故填：A；
⑨若本次實(shí)驗(yàn)中，參加反應(yīng)的氫氣只占實(shí)驗(yàn)所需氫氣量的五分之一，則生成的氫氣的質(zhì)量為：0.2g×5=1.0g
設(shè)完成此實(shí)驗(yàn)至少需要純度為80%的粗鋅的質(zhì)量為x
Zn+2HCl═ZnCl₂+H₂↑
65                        2
80%x                    1.0g
$\frac{65}{2}=\frac{80%x}{1.0g}$
x=4.0625g
故填：4.0625g．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是水的知識(shí)以及水中各元素原子個(gè)數(shù)比的測(cè)定，完成此題，可以依據(jù)已有的知識(shí)進(jìn)行．