Question

(本題共12分)“爆竹聲中一歲除”燃放煙花爆竹是中華民族文化的重要組成部分，然而，近年灰我國許多大、中城市都對煙花爆竹實施了“禁放”或者“限放”，民族文化為什么受到限制，好奇心驅使小明，小強、小亮三位同學，他們決定對煙花爆竹進行展開實驗探究。

【提出問題】煙花爆竹燃放時會產生什么氣體？

【查閱資料】1.我國傳統的黑火藥的標準配方為：硝酸鉀75％ 、硫磺l0％ 、木炭l5％，因為黑火藥中的硫磺成分具有著火溫度低、燃速快等性質，因而使黑火藥容易點火，使得在生產過程中硫的使用量過大。

2.CO₂和SO₂均能使石灰水變渾濁；

【猜想】煙花爆竹燃放時會產生CO₂和SO₂

【實驗過程】他們設計的實驗探究過程如右圖

實驗開始前應先檢查             ，再點燃酒精燈，已知2處為從爆竹中取出的少量的火藥，根據實驗設計要求應當還要用到       色的高錳酸鉀溶液和石灰水，則3中應放的是               ，4中應放的是          ，若猜想正確， 4中發生反應的化學方程式是                   。結果證明原猜想正確。

【實驗反思】

1、裝置中氣球的作用是                                          ，

2、已知 硬質玻璃管中發生的反應有S ＋2KNO₃­＋3C ＝＝＝ 3CO₂ ＋N₂  + X ，則X的化學式為         。該玻璃管中還發生的反應                   （寫化學方程式）搞清煙花爆竹的基本原理和實驗中產生的氣體之后，該興趣小組又利用春節期間測定市區某煙花爆竹集中燃放點處二氧化硫的含量

【查閱資料】1、可用含有一定量碘的溶液測定空氣中的SO₂含量，反應方程式是：

SO₂＋I₂＋2H₂O＝H₂SO₄＋2HI。

【測定裝置】：甲同學設計了如下圖所示的實驗裝置：

【測定步驟】：

(一) 配制一定濃度的稀碘溶液

（二）、二氧化硫含量的測定

(1)將一定濃度、一定質量的稀碘溶液放于洗氣瓶中，并滴入幾滴稀淀粉溶液，此時洗瓶中溶液的顏色為藍色。（淀粉遇碘單質呈藍色）

(2)3位同學分別設計好的裝置來到燃放點，打開a, 關閉b用注射器抽取100 mL燃放點空氣。再關閉a，打開b，再緩緩推動注射器，將氣體全部推入滴有淀粉的碘水溶液中，重復上述操作多次，直到溶液剛好變成無色，記錄抽氣的次數。

（3）3位同學使溶液剛好變成無色時抽氣的次數分別為50、60、65次，      次的最接近真實值，另兩位同學不準確的原因為                            

（4）最終我們通過計算可以確定燃放點的二氧化硫含量是否超標。

【測定反思】

1．小明經過思考后認為在測定時可將右圖所示的多孔球泡放入洗氣瓶中，你認為加此儀器的好處是　　　　　　　　　　　　　　　　。

2．小強同學認為：實驗方案需要抽氣的次數太多，操作麻煩。與小亮討論后，決定對設計的實驗加以調整，以減少抽氣的次數，他們調整的方案可能是                                                。

3．三位同學經過對煙花爆竹的研究，明白了國家“禁放”的和“限放”的原因，你認為原因的是      

A 減少噪聲污染  B 減少固體廢棄物污染 C 減少大氣污染  D 減少粉塵污染

 

Answer 1

【答案】

【實驗過程】先檢查裝置的氣密性，  紫紅色，  3中應放的是高錳酸鉀，  4中應放的是澄清石灰水，Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O

【實驗反思】

1、起緩沖作用 ，

2、K₂S  S+O₂SO₂

【測定步驟】

（二）、（3）  50次， 不準確的原因為：二氧化硫未能與溶液充分反應                         

【測定反思】

1．增大接觸面積，使二氧化硫與溶液充分反應。

2．減少稀碘溶液等（合理即可）

3．ABCD         

【解析】

試題分析：【實驗過程】由于該裝置需要氣密性較好才行，所以首先要對該裝置要進行氣密性檢查的處理；由于二氧化硫、二氧化碳均能使石灰水變渾濁，但二氧化硫具有漂白作用，能使紫紅色高錳酸鉀溶液褪色，所以應首先檢驗二氧化硫，故3中應放的是高錳酸鉀；而后利用二氧化碳能使石灰水變渾濁的特征來檢驗二氧化碳，故4中應放的是澄清石灰水，則4中發生反應的化學方程式是Ca(OH)₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O。

【實驗反思】（1）由于該反應進行時較劇烈，容易導致裝置內氣壓偏大，所以放上氣球可有效地對裝置內的壓強起到緩沖作用；

（2）根據質量守恒定律可知，反應前后各原子的種類及個數不變，化學方程式S+2KNO₃+3C═3CO₂+N₂+X中，反應前硫原子、鉀原子、氮原子、氧原子、碳原子分別是1、2、2、6、3；而反應后的碳原子、氧原子、氮原子分別是3、6、2，故X為K₂S；由于根據題意可知，該反應的生成物中還含有二氧化硫氣體，所以玻璃管中還應發生反應為S+O₂SO₂。

【測定步驟】

（二）（3）依據實驗敘述可知，使用的氣體量越小說明反應的越充分，也就更接近準確，所以50次最接近準確值，次數越多說明每次反應都不充分。

【測定反思】

（1）采用多孔球泡能大大增加二氧化硫氣體與溶液反應的接觸面積，而使反應更充分，效果會更好一些；

（2）由于碘液的質量決定消耗的氣體量，所以要想減少次數節約時間，就應該減小碘溶液的質量；

（3）根據燃放煙花爆竹的產物分析燃放煙花爆竹的危害。

A 燃放煙花爆竹，爆炸時會產生巨大的噪音，故禁放煙花爆竹能減少噪聲污染；

B燃放煙花爆竹后，會產生大量的固體廢棄物，故禁放煙花爆竹能減少固體廢棄物污染；

C燃放煙花爆竹，會生成二氧化硫等有害氣體，故禁放煙花爆竹能減少大氣污染；

D燃放煙花爆竹，會產生大量的煙塵，故禁放煙花爆竹能減少粉塵污染。故選ABCD

考點：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，質量守恒定律及其應用，書寫化學方程式

點評：對于探究型實驗探究，要熟悉實驗探究的環節和方法，精心設計實驗方案，將所學過探究物質的性質或變化規律的技巧遷移至此，進行細心地探究實驗和觀察現象，再通過分析實驗現象，推斷、總結出該物質的性質或變化規律等。