Question

【題目】閱讀下面科普短文（史實在線—水的組成的發(fā)現(xiàn)歷程）。

古人認為，水是一種元素，不可再分。1766年，英國的科學(xué)家卡文迪許發(fā)現(xiàn)將金屬鋅加入到硫酸中，會產(chǎn)生一種無色氣體，這種氣體與空氣混合后點燃，發(fā)生威力巨大的爆炸，他將這種氣體叫做“可燃空氣”。

同一時期，英國的科學(xué)家普利斯特里，也在研究這種“可燃空氣”。這種氣體密度只有空氣的1/11。普利斯特里多次將這種猛烈的爆炸當(dāng)作魔術(shù)在當(dāng)時的歐洲貴族聚會上進行表演，直到某一次爆炸表演結(jié)束后，他發(fā)現(xiàn)玻璃容器的內(nèi)壁有白霧。隨后通過多次反復(fù)實驗，確認這種白霧就是水。

1775年，法國科學(xué)家拉瓦錫通過實驗驗證空氣不是一種元素，空氣是一種混合物，其中氧氣約占1/5。

1776年，瑞典科學(xué)家舍勒加熱硝酸鉀獲得了比較純凈的氧氣。

1781年，卡文迪許改進了原來的實驗方案，他用純凈的氧氣代替空氣，發(fā)現(xiàn)“可燃空氣”在純氧中可以安靜燃燒，發(fā)出藍色火焰。他還發(fā)現(xiàn)1體積氧氣和2體積“可燃空氣”恰好完全反應(yīng)，生成物只有水，沒有別的物質(zhì)。但卡文迪許未能突破傳統(tǒng)觀念的束縛，錯誤地用兩種氣體里都含有水這種“元素”，來解釋所觀察到的實驗現(xiàn)象。

1782年，拉瓦錫將水蒸氣通過1000多攝氏度高溫金屬鐵管，獲得了“可燃空氣”和一種黑色固體。這個變化可以表示為：鐵+水黑色固體+“可燃空氣”。由此他認為水不是一種元素，而是由“可燃空氣”和氧結(jié)合形成的化合物。

1787年，拉瓦錫命名這種“可燃空氣”為“氫氣”，正式提出“氫”是一種元素。

1800年，英國科學(xué)家尼克爾森和卡里斯特爾用“伏打電池”在常溫下進行了水的電解實驗，獲得成功，進一步證明了拉瓦錫的結(jié)論。

依據(jù)文章內(nèi)容回答下列問題。

（1）“可燃空氣”的物理性質(zhì)有__________。

（2）“可燃空氣”是_______（填“單質(zhì)”或“化合物”）。

（3）已知1782年拉瓦錫實驗中產(chǎn)生的黑色固體是四氧化三鐵（Fe3O4）。寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式_____。

（4）根據(jù)已有知識分析上述史實，你認為可以證明水的組成的實驗有________（填序號）。

A．普利斯特里爆炸實驗 B．1781年卡文迪許實驗

C．1782年拉瓦錫實驗 D．1800年尼克爾森和卡里斯特爾實驗

（5）獲得的啟示：化學(xué)上研究純凈物組成的方法有_____________（寫出一種即可）。

Answer 1

【答案】無色氣體、密度只有空氣的1/11 單質(zhì) 3Fe + 4H2OFe3O4 + 4H2 ABCD 分解、化合

【解析】

（1）物質(zhì)不需要發(fā)生化學(xué)變化就能表現(xiàn)出來的性質(zhì)屬于物質(zhì)的物理性質(zhì)，根據(jù) “1766年，英國的科學(xué)家卡文迪許發(fā)現(xiàn)將金屬鋅加入到硫酸中，會產(chǎn)生一種無色氣體，這種氣體與空氣混合后點燃，發(fā)生威力巨大的爆炸，他將這種氣體叫做‘可燃空氣’。和“同一時期，英國的科學(xué)家普利斯特里，也在研究這種‘可燃空氣’。這種氣體密度只有空氣的1/11”可知， “可燃空氣”的物理性質(zhì)有無色氣體、密度只有空氣的1/11；

（2）“可燃空氣”是由鋅與硫酸反應(yīng)生成的氫氣，是由一種元素組成的純凈物，屬于單質(zhì)；

（3）根據(jù)“1782年，拉瓦錫將水蒸氣通過1000多攝氏度高溫金屬鐵管，獲得了‘可燃空氣’和一種黑色固體。這個變化可以表示為：鐵+水黑色固體+‘可燃空氣’”和“1787年，拉瓦錫命名這種‘可燃空氣’為‘氫氣’”可知，在高溫的條件下，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：3Fe+4H2OFe3O4+4H2；

（4）A、根據(jù)題中提供的信息可知，普利斯特里爆炸實驗是氫氣和空氣中的氧氣反應(yīng)生成水，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以證明水的組成，故A正確；

B、根據(jù)題中提供的信息可知，1781年卡文迪許實驗是氫氣在純凈的氧氣中燃燒生成水，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以證明水的組成，故B正確；

C、根據(jù)題中提供的信息可知，1782年拉瓦錫實驗是在高溫的條件下，鐵與水蒸氣反應(yīng)生成四氧化三鐵和氫氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以證明水的組成，故C正確；

D、根據(jù)題中提供的信息可知，1800年尼克爾森和卡里斯特爾實驗是在常溫下進行了水的電解實驗，水電解生成了氫氣和氧氣，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，可以證明水的組成，故D正確。故選ABCD；

（5）普利斯特里爆炸實驗、1781年卡文迪許實驗是化合反應(yīng)；1782年拉瓦錫實驗是置換反應(yīng)；1800年尼克爾森和卡里斯特爾實驗是分解反應(yīng)。由題干信息中提供的實驗獲得的啟示：化學(xué)上研究純凈物的組成方法有分解、化合等。