Question

為改善城市環境，提升生活質量，建設生態寶應，我縣陸續使用天然氣，乙醇汽油等清潔能源．
（1）鎮江市區家用燃料的更新歷程如下：

①下列有關家用燃料更新的理由，正確的是

 

．
A．天然氣是可再生的能源
B．氣體燃料的利用率更高
C．減少煤燃燒過程中產生的污染物
②天然氣（主要成分是甲烷）和液化石油氣（主要成分是丙烷和丁烷）中碳元素的質量分數分別約為75%和82.3%，通過該數據分析：相同條件下，用天然氣作燃料比液化石油氣更環保的理由

 

．
③甲烷在空氣中完全燃燒的化學方程式為

 

．
（2）從新疆輸送到鎮江氣門站的天然氣需經過除雜、添加無毒臭味劑、減壓等處理后才能輸送到市民家中．用分子的觀點解釋天然氣減壓后體積會膨脹的原因

 

．在其中添加無毒臭味劑可以起到的作用是

 

．
（3）為進一步提升空氣質量，我縣將逐步推廣乙醇汽油的使用．所謂乙醇汽油是在汽油中加入適量乙醇混合而成的一種燃料．
①乙醇汽油屬于

 

 （選填：“純凈物”或“混合物”）．
②從環境保護的角度看，下列燃料中最理想的是

 

（填寫字母編號）．
A．氫氣       B．煤      C．乙醇汽油       D．煤氣（主要含CO）
（4）為測定原煤中的含碳量需要用純氧氣．但小亮同學在實驗室制氧氣的過程中發現：收集的氧氣占集氣瓶容積的60%（空氣占40%）時，能使帶火星的木條復燃．那么，使帶火星的木條復燃的氧氣濃度的最低值是多少呢？小亮對此展開探究：
第一組實驗：取5只集氣瓶，編號為①、②、③、④、⑤，分別裝入其總容積10%、20%、30%、40%、50%的水．用排水法收集氧氣，恰好把5只集氣瓶中的水排去．將帶火星的木條依次插入①～⑤號瓶中，記錄實驗現象．
小亮在前一組實驗的基礎上又做了第二組和第三組實驗，三組實驗的數據和現象見下表．

組別	一					二					三
集氣瓶編號	①	②	③	④	⑤	①	②	③	④	⑤	①
瓶中O2占容積的體積分數（%）	l0	20	30	40	50	3l	33	35	37	39	34
帶火星木條的狀況	微亮	亮	很亮	復燃	復燃	很亮	很亮	復燃	復燃	復燃	很亮

請根據實驗回答下列問題：
①使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法是否可靠：

 

（填“是”或“否’'）．
②收集的氧氣占容積的體積分數最低為

 

%時，可使帶火星的木條復燃，這時集氣瓶中氧氣的體積分數分數是

 

%（計算結果保留整數）．
③采取“半值法”探究能減少實驗次數．例如：第一組實驗若按③、④的編號順序進行實驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數應在30%～40%之間，從而省去編號為①、②、⑤的實驗．同理，第二組實驗可以省去的實驗編號為

 

．
（5）鑒于用收集好氧氣再進行實驗，存在上述不確定因素，因此小亮和同學們決定采用下列裝置進行測定（如圖1）：

資料：①干燥原煤燃燒產生的氣體主要是CO₂，但同時含有少量SO₂和CO；
②SO₂能與高錳酸鉀（KMnO₄）反應而使溶液紫紅色褪去，也能使澄清石灰水變混濁；而CO₂和CO均不能使紫紅色高錳酸鉀溶液褪色．請根據裝置圖2回答：
①濃硫酸的作用是

 

（選填A或B）．  A、干燥氣體    B、除去氣體中堿性物質
②試寫出B裝置和C裝置的作用：B裝置的作用

 

；C裝置的作用

 

．
③若將B、C裝置中改成澄清石灰水，D、E裝置中改成高錳酸鉀溶液，測得原煤中碳元素的質量分數

 

（填“偏大”或“偏小”）．
④F中反應的化學方程式

 

．
⑤尾氣應如何處理？

 

．
（6）過氧化氫溶液長期保存會自然分解，使得溶質質量分數減小．為確保實驗時雙氧水的用量．小亮和同學們事先對實驗室提供的過氧化氫溶液進行了溶質質量分數測定．他們取出該溶液51g，加入適量二氧化錳，生成氧氣的質量與反應時間的關系如圖2所示．
①完全反應后生成氧氣的質量為

 

 g．
②計算該過氧化氫溶液中溶質的質量分數．

Answer 1

分析：（1）天然氣是一種不可再生能源，氣體燃料能夠與氧氣充分接觸，燃燒更充分，天然氣燃燒生成水和二氧化碳，是一種清潔能源；
（2）微觀粒子之間的間隔隨著壓強的增大而減小，隨著壓強的減小而增大；
（3）由多種物質組成的物質，屬于混合物；
氫氣燃燒只生成水，不污染環境；
（4）氧氣能使帶火星的木條復燃，根據提供的數據可以進行相關方面的判斷；
（5）濃硫酸具有吸水性，可以用作干燥劑；
氧化鐵和一氧化碳在高溫條件下反應能生成鐵和二氧化碳；
（6）根據圖中提供的數據可以判斷生成氧氣的質量，進一步可以計算過氧化氫的質量分數．

解答：解：（1）①氣體燃料比固體燃料的利用率更高，使用氣體燃料可以減少煤燃燒過程中產生的污染物，這些是家用燃料更新的理由．
故填：BC．
②天然氣中碳元素的質量分數低于液化石油氣中碳元素的質量分數，相同條件下，天然氣燃燒更充分，不容易產生污染環境的物質．
故填：天然氣燃燒更充分．
③甲烷在空氣中完全燃燒時生成水和二氧化碳，反應的化學方程式為：CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O．
故填：CH₄+2O₂

點燃  .

CO₂+2H₂O．
（2）天然氣減壓后，甲烷分子之間的間隔變大，體積會膨脹；
天然氣沒有氣味，泄漏時不容易被發現，在其中添加無毒臭味劑可以使人們及時發現泄漏，可以避免安全事故的發生．
故填：減小壓強，分子之間的間隔變大；有利于發現天然氣泄漏，確保安全．
（3）①乙醇汽油中含有汽油和乙醇，屬于混合物．
故填：混合物．
②氫氣燃燒只生成水，不污染環境，是最理想的燃料．
故填：A．
（4）①當氧氣的濃度達到一定程度時，能使帶火星的木條復燃，所以使用帶火星的木條驗滿氧氣的方法不可靠．
故填：否．
②由實驗提供的數據可知，當氧氣占容積的體積分數最低為35%時，可使帶火星的木條復燃；
假設集氣瓶的容積是100，氧氣的體積為：35+（100-35）×21%=48.65，
這時集氣瓶中氧氣的體積分數分數為：

48.65

100

×100%=49%．
故填：35；49．
③第二組若按②、③的編號順序進行實驗，即可確定下一組實驗收集的氧氣占容積的體積分數應在33%～35%之間，從而①④⑤．
故填：①④⑤．
（5）①濃硫酸的作用是吸收水蒸氣，干燥氧氣．
故填：A．
②B裝置的作用是除去二氧化硫；C裝置的作用是驗證二氧化硫是否完全除去．
故填：除去二氧化硫；驗證二氧化硫是否完全除去．
③若將B、C裝置中改成澄清石灰水，D、E裝置中改成高錳酸鉀溶液，則二氧化硫和氫氧化鈣反應能生成亞硫酸鈣沉淀，測得原煤中碳元素的質量分數會偏大．
故填：偏大．
④F中氧化鐵和一氧化碳反應能生成鐵和二氧化碳，反應的化學方程式為：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
故填：Fe₂O₃+3CO

高溫  .

2Fe+3CO₂．
⑤可以用塑料袋把尾氣收集起來．
故填：用塑料袋收集起來．
（6）①完全反應后生成氧氣的質量為0.48g．
故填：0.48．
②解：設過氧化氫的質量為x，
2H₂O₂

催化劑  .

2H₂O+O₂↑，
 68              32
 x              0.48g

68

32

=

x

0.48g

，
x=1.02g，
該過氧化氫溶液中溶質的質量分數為：

1.02g

51g

×100%=2%，
答：過氧化氫的質量分數是2%．

點評：本題涉及的內容較多，其中有燃料的燃燒、實驗、化學方程式的書寫、計算的方面的知識，要認真領會，善于總結，從而得出正確的結論．