Question

如圖1所示為實驗室常用的實驗裝置．

（1）寫出下列儀器名稱：a______；b______．
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是______（填裝置的字母代號），化學(xué)方程式是______，用雙氧水制取氧氣的化學(xué)方程式為______．
（3）實驗室用鋅和稀硫酸反應(yīng)制取氫氣的化學(xué)方程式是______，若將E裝置中收集的氫氣排出，應(yīng)從______（填c或d）口通入蒸餾水．
（4）裝置C相對于裝置B在操作方面的優(yōu)勢為______．
A．可以隨時加液　　　B．可以控制反應(yīng)速率　　C．可以控制反應(yīng)發(fā)生與停止
同學(xué)們對美術(shù)組的環(huán)保石頭紙（主要成分為碳酸鈣，加入適量聚乙烯和少量膠合劑）展開探究：
[拓展實驗一]探究影響石頭紙與鹽酸反應(yīng)快慢的因素
（5）甲、乙兩同學(xué)設(shè)計實驗如下：

	甲	乙
實驗過程
現(xiàn)象	試管①、②、③中產(chǎn)生氣泡快慢的順序為： ①＞②＞③．
分析結(jié)論	Ⅰ碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)的化學(xué)方程式為______ Ⅱ?qū)Ρ燃淄瑢W(xué)實驗①②可知，______，化學(xué)反應(yīng)的速度越快； Ⅲ對比甲同學(xué)實驗______（填實驗序號）可知，反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越______． Ⅳ乙同學(xué)的實驗中，數(shù)據(jù)記錄紙上應(yīng)該連續(xù)記錄的實驗數(shù)據(jù)是______ 和______．

[拓展實驗二]測定石頭紙中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)
（6）甲組同學(xué)的方法是：（同溫同壓下，不同氣體混合后體積等于混合前各氣體體積之和．）
將樣品與稀鹽酸反應(yīng)，測定反應(yīng)后生成CO₂的體積，再換算為質(zhì)量，最后根據(jù)CO₂的質(zhì)量求出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量．圖2（Ⅰ）為石頭紙與稀鹽酸反應(yīng)的裝置，圖2（Ⅱ）用于測量CO₂的體積．
①連接儀器，夾緊彈簧夾，向a中加入一定量的水，如果a、b中有穩(wěn)定的高度差，說明：裝置2（I）氣密性______（選填“良好”或“漏氣”）
②圖2（Ⅱ）裝置中油層的作用是______；
③反應(yīng)停止后，______（填序號）可使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積．
A．水平移動量氣管　　　　 B．上下移動量氣管　　　 C．封閉量氣管
（7）乙組同學(xué)的實驗方法是：均勻稱取四份樣品分別和稀鹽酸反應(yīng)，用電子天平及有關(guān)裝置，得出二氧化碳質(zhì)量，實驗數(shù)據(jù)記錄如表．（其他物質(zhì)既不溶于水也不跟酸反應(yīng)）

	第一份	第二份	第三份	第四份
取樣品質(zhì)量（g）	6.25	6.25	6.25	6.25
取稀鹽酸的體積（mL）	10.0	20.0	30.0	40.0
產(chǎn)生氣體的質(zhì)量（g）	0.88	1.76	2.20	m

通過對數(shù)據(jù)的分析和比較，回答下列有關(guān)問題：
①在第1份樣品的實驗中，______完全反應(yīng)了．
②m為______
③石頭紙樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是多少？（請寫出計算過程）
④請在坐標(biāo)圖3中畫出在6.25g樣品中加入稀鹽酸的體積與產(chǎn)生氣體質(zhì)量的關(guān)系圖．______．

Answer 1

解：（1）標(biāo)號儀器分別是集氣瓶和長頸漏斗；
（2）加熱高錳酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A；方程式是；2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；過氧化氫在二氧化錳的催化作用下生成水和氧氣，方程式是：2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
（3）鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，方程式是：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
（4）裝置C打開彈簧夾，固液混合生成氣體，關(guān)閉彈簧夾，試管內(nèi)壓強增大，將液體壓入長頸漏斗，固液分離，反應(yīng)停止；
（5）Ⅰ、碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣和水和二氧化碳，配平即可，方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
Ⅱ、對比甲同學(xué)實驗①②可知，鹽酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大，則反應(yīng)速度越快；
Ⅲ、②這粉末狀石頭紙比③中團(tuán)狀石頭紙反應(yīng)快，說明反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快；
Ⅳ、乙同學(xué)的實驗可通過稱量錐形瓶及藥品的質(zhì)量隨時間變化判斷反應(yīng)速率，或稱量生成二氧化碳的質(zhì)量；
（6）①根據(jù)裝置特點，連接儀器，夾緊彈簧夾，向a中加入一定量的水，如果a、b中有穩(wěn)定的高度差，說明：裝置2（I）不漏氣，氣密性良好；
②二氧化碳能溶于水，且可與水反應(yīng)，圖2（Ⅱ）裝置中油層的作用是防止二氧化碳溶于水、與水反應(yīng)，使測量結(jié)果更準(zhǔn)確；
③反應(yīng)停止后，上下移動量氣管使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，測量此時排出水的體積即為生成二氧化碳的體積；
（7）①第1份和第2份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀鹽酸的質(zhì)量增加時，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應(yīng)，稀鹽酸完全反應(yīng)；
②第1份放出二氧化碳的質(zhì)量0.88g，說明每加入10mL稀鹽酸與碳酸鈣完全反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為0.88g；第2份加入20mL鹽酸，是第一份稀鹽酸質(zhì)量的2倍，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為1.76g，也是第一份產(chǎn)生氣體質(zhì)量的2倍；而第三份加入30mL鹽酸，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，小于第一份產(chǎn)生氣體的質(zhì)量的3倍（0.88g×3=2.56g），說明碳酸鈣此時完全反應(yīng)，稀鹽酸有剩余，則第四份鹽酸不反應(yīng)．觀察生成二氧化碳?xì)怏w的記錄，都保留小數(shù)點兩位數(shù)字，故m的值為2.20；
③設(shè)參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100 44
x 2.20g
=
x=5g
石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：×100%=80%
答：石灰石中碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為83.3%．
④要畫出在6.25g樣品中加入稀鹽酸的體積與產(chǎn)生氣體質(zhì)量的關(guān)系圖，找出起點、最大值、折點、曲線的走勢，畫出圖象即可，由②分析可知：每加入10mL稀鹽酸與碳酸鈣完全反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為0.88g；則生成2.2g二氧化碳，需要25mL稀鹽酸，此時二者恰好反應(yīng)，隨著稀鹽酸量的增多，二氧化碳的量也不再增加；故答案為：（1）集氣瓶；長頸漏斗；
（2）A；2KMnO₄K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2H₂O₂2H₂O+O₂↑；
（3）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；c；
（4）C；
（5）Ⅰ、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；Ⅱ、鹽酸越濃（溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大）；Ⅲ、②③；快；Ⅳ、時間；錐形瓶及藥品的質(zhì)量或二氧化碳的質(zhì)量；
（6）①良好；②防止二氧化碳溶于水、與水反應(yīng)或隔絕二氧化碳與水；③B；
（7）①2.20； ②2.20； ③80%； ④圖象如下：

分析：（1）依據(jù)常用儀器回答；
（2）依據(jù)高錳酸鉀制取氧氣的反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，依據(jù)高錳酸鉀、過氧化氫制取氧氣的反應(yīng)原理書寫方程式；
（3）依據(jù)實驗室制取氫氣的反應(yīng)原理書寫方程式，若將E裝置中收集的氫氣排出，應(yīng)從長管進(jìn)水；
（4）根據(jù)裝置C的特點分析其優(yōu)點；
（5）根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)原理書寫方程式，并據(jù)實驗現(xiàn)象、結(jié)論相互結(jié)合分析解答；
（6）根據(jù)檢查裝置氣密性的方法、二氧化碳的溶解性及可與水反應(yīng)的性質(zhì)分析解答，并據(jù)裝置特點分析；
（7）①第1份和第2份比較可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)稀鹽酸的質(zhì)量增加時，氣體的質(zhì)量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應(yīng)，稀鹽酸完全反應(yīng)；
②根據(jù)表格中數(shù)據(jù)分析，當(dāng)石灰石樣品一定時，稀鹽酸和產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系為10g：0.88g，據(jù)此進(jìn)行分析判斷；
③根據(jù)題意，6.25g石灰石樣品與稀鹽酸完全反應(yīng)產(chǎn)生二氧化碳的質(zhì)量為2.2g，據(jù)此可以計算出參加反應(yīng)的碳酸鈣的質(zhì)量，進(jìn)而可以計算出碳酸鈣的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；
④找出起點、最大值、折點、曲線的走勢，畫出圖象即可．
點評：本題考查知識點多，思維跨度大，既考查了實驗室制取氫氣、氧氣反應(yīng)原理、裝置選取，又考查學(xué)生對物質(zhì)的性質(zhì)、實驗探究和分析能力，及對數(shù)據(jù)的分析應(yīng)用能力、利用化學(xué)方程式的綜合計算，合理使用數(shù)據(jù)、靈活運用化學(xué)方程式的計算，綜合分析和解決實際問題是正確解答此類題的關(guān)鍵，有一定難度．