Question

【題目】 2020年1月25日總建筑面積為3.39萬(wàn)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具有極好的抗沖擊性和防潮性的HDPE膜。某化學(xué)興趣小組對(duì)HDPE膜的組成元素產(chǎn)生了濃厚的興趣，進(jìn)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(shí)驗(yàn)探究]如圖所示，先通入干燥氮?dú)猓�再�?/span>4.2g的HDPE膜樣品在一定 質(zhì)量的氧氣中點(diǎn)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(jìn)行完全）。

[實(shí)驗(yàn)記錄]

裝置質(zhì)量	A裝置總質(zhì)量	C裝置總質(zhì)量
實(shí)驗(yàn)前	100.0g	100.0g
實(shí)驗(yàn)后	105.4g	113.2g

[實(shí)驗(yàn)分析]

（1）實(shí)驗(yàn)前，先通入氮?dú)獾哪康氖?/span>___________________。

（2）裝置A中濃硫酸的作用是___________________。

（3）實(shí)驗(yàn)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__________________（填化學(xué)式）。

（4）裝置D的作用是___________________。

[數(shù)據(jù)處理] 4.2g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(shí)驗(yàn)結(jié)論] HDPE膜由__________________元素組成。

[反思拓展]實(shí)驗(yàn)中的4.2g 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】將裝置內(nèi)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(jìn)入C裝置，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果 3.6g 0.6g 碳元素和氫元素 9.6g≤m＜14.4g

【解析】

實(shí)驗(yàn)（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(fā)生爆炸，故實(shí)驗(yàn)前，先通入氮?dú)�，將裝置內(nèi)的空氣排盡，防止發(fā)生爆炸，故填：將裝置內(nèi)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(yīng)生成銅和二氧化碳，氧化銅是黑色的，銅是紅色的，故實(shí)驗(yàn)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(jìn)入C裝置，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，故填：吸收空氣中的二氧化碳和水蒸氣，防止其進(jìn)入C裝置，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；

數(shù)據(jù)處理：A裝置增加的質(zhì)量就是燃燒生成水的質(zhì)量，生成水的質(zhì)量為：105.4g-100.0g=5.4g，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，化學(xué)反應(yīng)前后，元素的質(zhì)量不變，故生成的水中氫元素的質(zhì)量就是HDPE膜樣品中含氫元素的質(zhì)量，即：；

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

實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí)，消耗氧氣的質(zhì)量為：；

不完全燃燒全部生成一氧化碳時(shí)，消耗氧氣的質(zhì)量為：

已知反應(yīng)生成了一氧化碳，故該反應(yīng)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。