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院正式開工，火神山醫院在建造過程中用到了具有極好的抗沖擊性和防潮性的HDPE膜。某化學興趣小組對HDPE膜的組成元素產生了濃厚的興趣，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 質量的氧氣中點燃，并將燃燒產物依次通過裝置A、B、C、D （裝置中每步反應均進行完全）。

[實驗記錄]

裝置質量	A裝置總質量	C裝置總質量
實驗前	100.0g	100.0g
實驗后	105.4g	113.2g

[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，證明燃燒產物中有__________________（填化學式）。

（4）裝置D的作用是___________________。

[數據處理] 4.2g的HDPE膜樣品中含碳元素的質量為__________________g,含氫元素的質量為_________g。

[實驗結論] HDPE膜由__________________元素組成。

[反思拓展]實驗中的4.2g HDPE膜樣品燃燒消耗的氧氣質量為m,則m的取值范圍為___________________。

Answer 1

【答案】將裝置內空氣排盡 吸收水蒸氣 CO 吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止其進入C裝置，影響實驗結果 3.6g 0.6g 碳元素和氫元素 9.6g≤m＜14.4g

【解析】

實驗（1）HDPE膜能夠燃燒，燃燒可能生成一氧化碳，一氧化碳具有可燃性，混有一定量的空氣，容易發生爆炸，故實驗前，先通入氮氣，將裝置內的空氣排盡，防止發生爆炸，故填：將裝置內空氣排盡；

（2）濃硫酸具有吸水性，故裝置A中濃硫酸的作用是：吸收水蒸氣；

（3）一氧化碳能與氧化銅在加熱的條件下反應生成銅和二氧化碳，氧化銅是黑色的，銅是紅色的，故實驗中觀察到裝置B中黑色粉末變成紅色，證明燃燒產物中有CO；

（4）堿石灰可以吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止其進入C裝置，影響實驗結果，故填：吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止其進入C裝置，影響實驗結果；

數據處理：A裝置增加的質量就是燃燒生成水的質量，生成水的質量為：105.4g-100.0g=5.4g，根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的質量不變，故生成的水中氫元素的質量就是HDPE膜樣品中含氫元素的質量，即：；

HDPE膜燃燒可能產生二氧化碳和一氧化碳，，， C裝置增加的質量就是一氧化碳與氧化銅反應生成二氧化碳的質量和HDPE膜燃燒產生二氧化碳的質量，根據質量守恒定律，化學反應前后，元素的質量不變，氫氧化鈉吸收的二氧化碳中碳元素的質量就是HDPE膜樣品中含碳元素的質量：即：；

實驗結論：3.6g+0.6g=4.2g，故HDPE膜中不含氧元素，只含碳元素和氫元素。

反思拓展：HDPE膜燃燒全部生成二氧化碳時，消耗氧氣的質量為：；

不完全燃燒全部生成一氧化碳時，消耗氧氣的質量為：

已知反應生成了一氧化碳，故該反應可能只生成了一氧化碳，也可能生成了一氧化碳和二氧化碳，則m的取值范圍為：9.6g≤m＜14.4g。