Question

8．如圖是小明設計的化學動力小車，他在試管中加入兩種試劑，塞緊塞子，將小車放在摩擦系數(shù)極小的道路上，過一會小車就向前運動了．
【可選試劑】①鋅粉；②鐵粉；③銅粉；④10%的稀鹽酸．
（1）在加入的兩種試劑總質(zhì)量相同的條件下，若加一次藥品能使小車在同一條水平道路上行程最遠，應選擇的金屬是②；并且兩種試劑使用的量要控制在恰好完全反應，此反應的化學方程式為Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑．
（2）在加入的兩種試劑總質(zhì)量相同的條件下，要使小車運動的速度最快，應往試管中加入上述哪種金屬？①，理由是鋅比鐵活潑，產(chǎn)生氫氣速度快．
（3）有的同學根據(jù)上述小車推進原理，發(fā)現(xiàn)不進行化學反應，也能使小車運動，則他在試管中投入的試劑可能是干冰．
【繼續(xù)探究】若仍用上述提供的試劑，在不增減小車的設備、不改變試劑總質(zhì)量及道路的摩擦系數(shù)不變的條件下，從理論上講，如何使小車跑得更遠？請將改進的方法和理由填寫在表中．

	改進的方法	簡述理由
1	將橡皮塞上導管的出口換成與道路水平	這樣使小車受到的推進力最大
2	點燃產(chǎn)生的氫氣	氫氣燃燒時會產(chǎn)生反作用力

Answer 1

分析 （1）小車在同一條水平道路上行程最遠，小車是在氣體放出時產(chǎn)生的推力作用下前進，行程遠近與產(chǎn)生氣體多少成正比，產(chǎn)生氣體最多的小車行程最遠；
（2）小車運動的快慢決定于放出氫氣的速度，產(chǎn)生氫氣速度越快小車的運動速度越快，因此要使小車的運動速度快，應選擇較活潑的金屬；
（3）小車的運動是由于試管內(nèi)氣體沖出時產(chǎn)生的推力，因此，要使小車運動，只要能使試管內(nèi)釋放出氣體即可；不改變提供的試劑、不改變試劑總質(zhì)量及小車、道路的條件下，從理論上講，使小車跑的更遠就應使小車獲得更大的推力．改進的方向就是使推力最大化．

解答 解：（1）等質(zhì)量的鋅、鐵完全反應，根據(jù)相對原子質(zhì)量和化合價得知，產(chǎn)生氫氣的質(zhì)量鐵大于鋅，所以選擇金屬時應選擇鐵；并使藥品恰好完全反應，讓效率達最大化，反應的化學方程式是：Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑；
（2）要使小車比（1）的運動速度快，選擇比鐵活潑的金屬鋅進行反應，產(chǎn)生的氫氣快；
（3）不發(fā)生反應而釋放出氣體，可考慮固體物質(zhì)的升華氣化如干冰等；在現(xiàn)有條件不變的情況下，使小車跑得更遠，就應使小車獲得更大的推力．可把導管彎曲成與小車運動方向水平，使力集中于推動小車；或使氫氣燃燒，使氣體體積迅速膨脹而獲得更大的推動力．所以，1、改進的方法：將橡皮塞上導管的出口換成與道路水平；理由：這樣使小車受到的推進力最大；2、改進的方法：點燃產(chǎn)生的氫氣；理由：氫氣燃燒時會產(chǎn)生反作用力．
故答為：（1）①，恰好完全反應，F(xiàn)e+2HCl=FeCl₂+H₂↑；（2）①，鋅比鐵活潑，產(chǎn)生氫氣速度快；（3）

	改進的方法	簡述理由
1	將橡皮塞上導管的出口換成與道路水平	這樣使小車受到的推進力最大
2	點燃產(chǎn)生的氫氣	氫氣燃燒時會產(chǎn)生反作用力

點評 金屬越活潑，與酸反應生成氫氣越快，但不一定越多，生成氫氣的質(zhì)量與金屬的化合價和相對原子質(zhì)量有關．