Question

某同學設計如下實驗探究“溫度”及“固體溶質的形態(tài)”對溶解速率的影響．

a．上述三個燒杯中，所得溶液濃度的大小關系是

 

（用“①”、“②”、“③”表示）．
b．若要達到實驗目的，需改變實驗①中的一個條件是

 

（從以下選項中選擇）．
A．將20℃的水改為80℃B．將水的體積改為50mL   C．將粉末狀固體改為塊狀
純凈物的化學式是經實驗測定得出的，同學們設計以下甲、乙兩組實驗方案測定水的組成．

甲	乙

①甲方案中發(fā)生反應的化學方程式為

 

，b端的氣體是

 

．由產生氣體的體積可推算出氫氣與氧氣的質量比為1：8，若氫氧原子的相對原子質量分別為m和n，則水中氫、氧元素的原子個數(shù)比為

 

（用“m”或“n”表示）．
②乙方案的實驗過程中，B裝置中可觀察到

 

．若反應結束測得B裝置減輕1.6g，則C裝置增重的質量會

 

（填“大于”或“等于”或“小于”）1.8g．
甲、乙方案的反應原理雖不同，但實驗的設計依據都是

 

．

Answer 1

考點：實驗探究物質變化的條件和影響物質變化的因素,實驗探究物質的組成成分以及含量,常見氣體的檢驗與除雜方法,電解水實驗,影響溶解快慢的因素,氫氣的制取和檢驗,氫氣的化學性質與燃燒實驗

專題：科學探究

分析：（1）
a根據溶解度及溶質質量分數(shù)的計算公式分析比較；
b探究“固體溶質的形態(tài)”對溶解速率的影響，利用固定變量法改變固體的形狀比較溶解的速率；
（2）
①電解水時，正極產生的是氧氣，負極產生的是氫氣，氧氣和氫氣的體積比約為1：2；
根據氫氣與氧氣的質量比、氫、氧元素的相對原子質量可以計算水中氫、氧元素的原子個數(shù)比；
②加熱條件下，氧化銅能和氫氣反應生成水和銅；
水中氫元素和氧元素的質量比為：1×2：16=1：8；
化學反應遵循質量守恒定律．

解答：解：
（1）
a由表可知，硼酸在20℃時的溶解度是5g，在80℃時的溶解度是15g，
①在20℃時，將2g的粉末硼酸加入到100mL的水中，形成溶液的溶質的質量分數(shù)是

2g

2g+100g

≈19.6%；
②在20℃時，將2g的粉末硼酸加入到50mL的水中，形成溶液的溶質的質量分數(shù)是

2g

2g+50g

≈38.5%；
③在80℃時，將2g的粉末硼酸加入到50mL的水中，形成溶液的溶質的質量分數(shù)是

2g

2g+50g

≈38.5%；
由以上計算可知：上述三個燒杯中，所得溶液濃度的大小關系是②=③＞①；
b若實驗探究“溫度”及“固體溶質的形態(tài)”對溶解速率的影響，需改變實驗①中的一個條件是將水的體積改為50mL，比較溶解的快慢；
（2）
①甲方案是電解水，電解水的化學方程式為：2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑，b端的氣體是氫氣；
設水分子中氫原子、氧原子的個數(shù)分別為x、y，
根據題意有：

xm

yn

=

1

8

，

x

y

=

n

8m

，
故填：n：8m．
②鋅和稀硫酸反應生成的氫氣在加熱條件下和氧化銅反應生成銅和水，B裝置中可觀察到黑色固體變紅色；
若反應結束測得B裝置減輕1.6g，說明氧化銅中參加反應的氧元素質量是1.6g，則參加反應的氫氣質量是0.2g，即反應生成水的質量是1.8g，因為A裝置中產生的氫氣中含有少量的水蒸氣，因此C裝置增重的質量會大于1.8g；
甲、乙方案的反應原理雖不同，但實驗的設計依據都是根據質量守恒定律，即化學反應前后元素的種類不變，原子種類、總個數(shù)不變．
故填：黑色固體變紅色；大于；化學反應前后元素的種類不變，原子種類、總個數(shù)不變．
答案：
（1）a：②=③＞①；    b：B
（2）
①2H₂O

通電  .

2H₂↑+O₂↑；氫氣；n：8m
②黑色固體變紅色；大于；化學反應前后元素的種類不變，原子種類、總個數(shù)不變．

點評：本題主要考查了有關溶液的蒸發(fā)、結晶、溶質質量分數(shù)計算等知識，涉及的知識較多，難度不大，根據已有的知識即可解答．合理設計實驗，科學地進行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結論的前提，因此要學會設計實驗、進行實驗、分析實驗，為學好化學知識奠定基礎．