Question

2011年 3月11日，日本仙臺港以東發生大地震．受其影響，當地時間12日下午，日本福島第一核電站1號機組內發生氫氣爆炸．
（1）機組內氫氣的來源是：冷卻系統被破壞后，核燃料棒外由鋯（Zr）合金做的包殼被加熱到1200℃以上時，和水發生反應，生成氧化鋯（ZrO₂），并放出氫氣．氫氣爆炸的化學方程式為

 

．
（2）貯氫合金用于氫動力汽車的試驗已獲成功．氫化鎂（化學式為MgH₂）是一種貯氫合金，它的固體可以和水反應生成一種堿，同時釋放出氫氣，該反應的化學方程式是

 

．
（3）實驗室常用鋅粒和稀硫酸來制取氫氣，可以選擇下圖中

 

（填裝置序號）做發生裝置；

（4）高陽同學用鋅粒和濃鹽酸制取氫氣，制得的氫氣含有少量的水蒸氣和HCl氣體．若要得到干燥、純凈的氫氣，需要通過C和D裝置，則裝置按導管口數字連接的順序是：
發生裝置→

 

→

 

→

 

→

 

→收集裝置．裝置E是用排空氣法收集氫氣的裝置，請你判斷氣體應由

 

進

 

出 （填導管口序號）．
（5）實驗室常用加熱無水醋酸鈉和堿石灰兩種固體混合物制取甲烷氣體，則制取甲烷可以選用的發生裝置是

 

；如用F裝置收集甲烷，實驗結束時，停止該實驗的正確的操作方法是

 

．

Answer 1

分析：（1）由題意“鋯（Zr）與水蒸氣發生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣”，則可知反應物和生成物，反應條件為高溫，故可書寫化學方程式．
（2）根據題目中“氫化鎂（化學式為MgH₂）的固體可以和水反應生成一種堿，同時釋放出氫氣”的信息回答．
（3）考慮反應物的狀態、反應條件選擇發生裝置．
（4）制得的氫氣含有少量水蒸氣和HCI氣體，若要得到干燥、純凈的氫氣，需要先除去氯化氫氣體，然后除去水蒸氣．因此需要先將氣體通過氫氧化鈉溶液，然后通過濃硫酸溶液．用E裝置收集密度比空氣小的氣體，氣體應該是短進長出．
（5）利用無水醋酸鈉和堿石灰兩種固體混合物制取甲烷氣體，是固固加熱型裝置，實驗結束時要防止倒吸現象的發生．

解答：解：（1）由題意“鋯（Zr）與水蒸氣發生反應，生成氧化鋯（ZrO₂）和氫氣”，則可知反應物和生成物，反應條件．
故可書寫化學方程式為：Zr+2H₂O

高溫  .

ZrO₂+2H₂；
（2）根據題目中“氫化鎂（化學式為MgH₂）的固體可以和水反應生成一種堿，同時釋放出氫氣，”的信息可知，反應物為氫化鎂和水，生成物中有氫氣，根據質量守恒定律，生成的堿應是氫氧化鎂．
故方程式為：MgH₂+2H₂O=2H₂↑+Mg（OH）₂．
（3）固液反應不需要加熱，故選B
（4）若要得到干燥、純凈的氫氣，需要先除去氯化氫氣體，然后除去水蒸氣．用E裝置收集密度比空氣小的氣體，氣體應該是短進長出．
故答案為：③→④→②→①；⑥；⑤
（5）加熱無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物制取甲烷氣體，反應物的狀態為固態，反應條件為加熱，應選的發生裝置為固-固加熱型，為防止排水法收集氣體時倒吸現象的發生，一般是先移除導管在撤掉酒精燈．
故答案為：A；先移除導管后撤掉酒精燈．

點評：氣體的制取是教材上最主要的實驗之一，在考查中占有重要地位，要熟練掌握氣體制取的儀器的使用、裝置的選擇、原理及方程式、步驟、注意事項、裝置評價，裝置改進等知識點，并能靈活應用．