某学生在课外活动中用一定量的二价金属R和稀硫酸反应来制取氢气，所做5次实验结果记录如下表．...

题文

某学生在课外活动中用一定量的二价金属R和稀硫酸反应来制取氢气，所做5次实验结果记录如下表（假设每次实验所产生的氢气全部被收集，体积在同温同压时测定）．
实验编号R的质量/g稀硫酸的体积/mL生成H₂的体积/L①1.550.01.47②2.050.01.96③2.250.02.16④2.550.02.16⑤3.050.02.16根据上述实验结果进行分析、计算，并回答下列问题：
（1）上述实验中，金属一定过量的组的编号是______，稀硫酸一定过量的组的编号是______．
（2）若在当时实验条件下，氢气的密度为0.085g/L，则反应所用金属R的相对原子质量为______．
（3）若所使用的稀硫酸的密度为1.12g/cm³，则反应所用的硫酸溶液中溶质的质量分数为______．

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）金属过量应该是第四组和第五组，因为第4、5组再加金属，氢气体积也没有再增加了，而第三组可能是金属恰好适量．
酸过量应该是第一组和第二组，因为第三组往溶液中加金属，氢气质量有增加．
（2）先算加入二价金属2g时产生的氢气的质量：1.96x0.085=0.1666g，设二价金属的相对原子质量为x，由题意：根据关系式：
R～H₂↑
x   2
2g  0.166g        
列式：x2=2g0.166g
  解得：x=24
（3）50L硫酸溶液的质量为：1.12x50=56g，由表可知，有2.2克镁参加反应，设参加反应的硫酸为y，根据题意：
Mg～H₂SO₄
24     98
2.2g   y     
242.2g=98y
解得：y=8.98g
所以硫酸溶液中溶质的质量分数为：8.98/56=0.16
故答：（1）④⑤、①②；（2）24；（3）16%

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解析

x2

考点

据考高分专家说，试题“某学生在课外活动中用一定量的二价金属R和.....”主要考查你对 [氢气的制取和收集 ]考点的理解。

氢气的制取和收集

 实验室里通常用稀硫酸跟金属锌起反应来制取氢气，也可以用盐酸代替硫酸，用镁或铁代替锌来制取氢气。

氢气的实验室制法：

化学药品锌粒和稀硫酸反应原理Zn + H₂SO₄== ZnSO₄+ H₂↑ 发生装置反应物状态为固态和液态，反应条件为室温，可选择实验室制CO₂的反应装置（或用过氧化氢溶液制氧气的反应装置）


收集装置向下排空气法或排水法



实验步骤①检验装置的气密性
②装锌粒(注意将试管横放，把锌粒放入试管口，再慢慢竖起)
③把试管固定在铁架台上
④加入稀硫酸
⑤收集气体 注意事项①不能用浓H₂SO₄代替稀H₂SO₄，浓H₂SO₄具有强氧化性
②不能用金属活动性顺序表中排在氢后面的金属，如铜，也不能用排在氢前的金属，如钠，一般常用Zn、Al、Fe、Mg等。
③长颈漏斗末端应在液而以下，防止氢气从长颈漏斗逸出

氢气的工业制法：
制取方法原理优缺点电解水2H₂O

2H₂↑+O₂优点：得到氢气纯度高
缺点：耗能高 水煤气C+H₂O（g）

CO+H₂优点：成本低
缺点：需要设备多(需要除去CO中的杂质) 天然气CH₄

C+2H₂优点：原料丰富
缺点：氢气纯度低 电解饱和食盐水2NaCl+2H₂O

2NaOH+H₂↑+Cl₂↑优点：是氯碱化工的副产品
缺点：纯度低 理想模式：利用太阳能、高效催化剂分解水2H₂O

2H₂↑+O₂↑优点：不耗费电能、热能，环保
缺点：人类未能寻找到高效催化剂，还未能实际应用