Question

【題目】2020 年 1 月 25 日總建筑面積為 3.39 萬平方米的火神山醫(yī)院正式開工，火神山醫(yī)院在建造過程中用到了HDPE 膜。老師告訴同學(xué)們HDPE 膜具有極好的抗沖擊性和防潮性，聽完老師的描述后，同學(xué)們對HDPE 膜的組成元素產(chǎn)生了濃厚的興趣，進行了如下探究。

（提出問題）HDPE膜由什么元素組成？

（查閱資料）①HDPE 膜能夠燃燒，燃燒可能生成一氧化碳；②堿石灰主要成分是氫氧化鈉固體和氧化鈣固體。

（實驗探究）如圖所示，先通入干燥氮氣，再將 4.2g 的HDPE 膜樣品在一定質(zhì)量的氧氣中點燃，并將燃燒產(chǎn)物依次通過裝置A、B、C、D（裝置中每步反應(yīng)均進行完全）。

（實驗記錄）

裝置質(zhì)量	A 裝置總質(zhì) 量	C 裝置總質(zhì) 量
實驗前	100.0 g	100.0 g
實驗后	105.4 g	113.2 g

（實驗分析）

（1）實驗前，先通入氮氣的目的是___________。

（2）裝置A 中濃硫酸的作用是__________。

（3）實驗中觀察到裝置B 中黑色粉末變成紅色，證明燃燒產(chǎn)物中有____________。

（4）裝置C 中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為__________。

（5）裝置D 的作用是______________。

（數(shù)據(jù)處理）4.2 g 的HDPE 膜樣品中含碳元素的質(zhì)量為______________g，含氫元素的質(zhì)量為______________g。

（實驗結(jié)論）HDPE 膜由碳元素、氫元素組成，不含其他元素的理由是___________（用數(shù)據(jù)分析）。

（反思拓展）實驗中的 4.2 g HDPE 膜樣品燃燒消耗的氧氣質(zhì)量為m，則m 的取值范圍為____________。

Answer 1

【答案】排盡裝置內(nèi)的空氣，以防止加熱發(fā)生爆炸 吸收水蒸氣 CO 2NaOH + CO2=Na2CO3+H2O 防止外界空氣中的水、二氧化碳等氣體進入C裝置內(nèi)，影響測量結(jié)果 3.6 0.6 生成物中碳、氫元素質(zhì)量之和為4.2g 9.6g≤ m≤ 14.4g

【解析】

（1）實驗前，先通入氮氣的目的是排盡裝置內(nèi)的空氣，以防止加熱發(fā)生爆炸。故填：排盡裝置內(nèi)的空氣，以防止加熱發(fā)生爆炸；

（2）裝置A中濃硫酸的作用是吸收水蒸氣。故填：吸收水蒸氣；

（3）實驗中觀察到裝置B中黑色粉末變成紅色，是因為氧化銅和一氧化碳反應(yīng)生成銅和二氧化碳，證明燃燒產(chǎn)物中有一氧化碳。故填：一氧化碳；

（4）裝置C 中氫氧化鈉和生成的二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈉和水，反應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)方程式為：2NaOH + CO2=Na2CO3+H2O；故填：2NaOH + CO2=Na2CO3+H2O；

[數(shù)據(jù)處理]4.2 g 的HDPE 膜樣品中含碳元素的質(zhì)量為：（113.2g-100g）=3.6g，含氫元素的質(zhì)量為（105.4g-100g）=0.6g。故填：3.6；0.6；

[實驗結(jié)論]HDPE 膜由碳元素、氫元素組成，不含其他元素的理由是生成物中碳、氫元素質(zhì)量之和為：3.6g+0.6g=4.2g。故填：生成物中碳、氫元素質(zhì)量之和為4.2g；

[反思拓展]0.6g氫元素完全燃燒需要氧氣的質(zhì)量為：0.6g×=4.8g

①假設(shè)3.6g碳燃燒只生成二氧化碳，需要氧氣的質(zhì)量為：3.6g×=9.6g，此時4.2 g 的HDPE膜樣燃燒需要氧氣的質(zhì)量為：4.8g+9.6g=14.4g；

②假設(shè)3.6g碳燃燒只生成一氧化碳，需要氧氣的質(zhì)量為：3.6g×=4.8g，此時4.2 g 的HDPE膜樣燃燒需要氧氣的質(zhì)量為：4.8g+4..8g=9.6g；

則m 的取值范圍為9.6g≤ m≤14.4g。

故填：9.6g≤ m≤14.4g。