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

酒精燈

；b

長頸漏斗

．
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，應選擇的發生裝置是

A

（填裝置的字母代號），化學方程式是

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑

，用雙氧水制取氧氣的化學方程式為

2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑

．
（3）實驗室用鋅和稀硫酸反應制取氫氣的化學方程式是

Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑

，若將E裝置中收集的氫氣排出，應從

c

（填c或d）口通入蒸餾水．
（4）裝置C相對于裝置B在操作方面的優勢為

C

．
A．可以隨時加液      B．可以控制反應速率    C．可以控制反應發生與停止
同學們對美術組的環保石頭紙（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快慢的因素
（5）甲、乙兩同學設計實驗如下：

	甲	乙
實驗過程
現象	試管①、②、③中產生氣泡快慢的順序為： ①＞②＞③．
分析結論	Ⅰ碳酸鈣與稀鹽酸反應的化學方程式為 CaCO3+2HCl═2CaCl2+H2O+CO2↑ Ⅱ對比甲同學實驗①②可知， 鹽酸越濃（溶質的質量分數越大） ，化學反應的速度越快； Ⅲ對比甲同學實驗 ②③ （填實驗序號）可知，反應物的接觸面積越大，反應速率越 快 ． Ⅳ乙同學的實驗中，數據記錄紙上應該連續記錄的實驗數據是 時間  和 錐形瓶及藥品的質量或二氧化碳的質量 ．

[拓展實驗二]測定石頭紙中碳酸鈣的質量分數
（6）甲組同學的方法是：（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，測定反應后生成CO₂的體積，再換算為質量，最后根據CO₂的質量求出樣品中碳酸鈣的質量．圖2（Ⅰ）為石頭紙與稀鹽酸反應的裝置，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中有穩定的高度差，說明：裝置2（I）氣密性

良好

（選填“良好”或“漏氣”）
②圖2（Ⅱ）裝置中油層的作用是

防止二氧化碳溶于水、與水反應或隔絕二氧化碳與水

；
③反應停止后，

B

（填序號）可使反應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）乙組同學的實驗方法是：均勻稱取四份樣品分別和稀鹽酸反應，用電子天平及有關裝置，得出二氧化碳質量，實驗數據記錄如表．（其他物質既不溶于水也不跟酸反應）

	第一份	第二份	第三份	第四份
取樣品質量（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
產生氣體的質量（g）	0.88	1.76	2.20	m

通過對數據的分析和比較，回答下列有關問題：
①在第1份樣品的實驗中，

鹽酸

完全反應了．
②m為

2.20

③石頭紙樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？（請寫出計算過程）
④請在坐標圖3中畫出在6.25g樣品中加入稀鹽酸的體積與產生氣體質量的關系圖．

．

Answer 1

分析：（1）依據常用儀器回答；
（2）依據高錳酸鉀制取氧氣的反應物狀態和反應條件選擇發生裝置，依據高錳酸鉀、過氧化氫制取氧氣的反應原理書寫方程式；
（3）依據實驗室制取氫氣的反應原理書寫方程式，若將E裝置中收集的氫氣排出，應從長管進水；
（4）根據裝置C的特點分析其優點；
（5）根據碳酸鈣和鹽酸反應原理書寫方程式，并據實驗現象、結論相互結合分析解答；
（6）根據檢查裝置氣密性的方法、二氧化碳的溶解性及可與水反應的性質分析解答，并據裝置特點分析；
（7）①第1份和第2份比較可以發現，當稀鹽酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應，稀鹽酸完全反應；
②根據表格中數據分析，當石灰石樣品一定時，稀鹽酸和產生二氧化碳的質量關系為10g：0.88g，據此進行分析判斷；
③根據題意，6.25g石灰石樣品與稀鹽酸完全反應產生二氧化碳的質量為2.2g，據此可以計算出參加反應的碳酸鈣的質量，進而可以計算出碳酸鈣的質量分數；
④找出起點、最大值、折點、曲線的走勢，畫出圖象即可．

解答：解：（1）標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，故選發生裝置A；方程式是；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+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：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（3）鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，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，關閉彈簧夾，試管內壓強增大，將液體壓入長頸漏斗，固液分離，反應停止；
（5）Ⅰ、碳酸鈣和鹽酸反應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、對比甲同學實驗①②可知，鹽酸的質量分數越大，則反應速度越快；
Ⅲ、②這粉末狀石頭紙比③中團狀石頭紙反應快，說明反應物的接觸面積越大，反應速率越快；
Ⅳ、乙同學的實驗可通過稱量錐形瓶及藥品的質量隨時間變化判斷反應速率，或稱量生成二氧化碳的質量；
（6）①根據裝置特點，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，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，使測量結果更準確；
③反應停止后，上下移動量氣管使反應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份比較可以發現，當稀鹽酸的質量增加時，氣體的質量也在增加，說明第1份中碳酸鈣沒有完全反應，稀鹽酸完全反應；
②第1份放出二氧化碳的質量0.88g，說明每加入10mL稀鹽酸與碳酸鈣完全反應，產生二氧化碳的質量為0.88g；第2份加入20mL鹽酸，是第一份稀鹽酸質量的2倍，產生二氧化碳的質量為1.76g，也是第一份產生氣體質量的2倍；而第三份加入30mL鹽酸，產生二氧化碳的質量為2.2g，小于第一份產生氣體的質量的3倍（0.88g×3=2.56g），說明碳酸鈣此時完全反應，稀鹽酸有剩余，則第四份鹽酸不反應．觀察生成二氧化碳氣體的記錄，都保留小數點兩位數字，故m的值為2.20；
③設參加反應的碳酸鈣的質量為x．
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                   2.20g

100

x

=

44

2.20g

   x=5g
石灰石中碳酸鈣的質量分數為：

5g

6.25g

×100%=80%
答：石灰石中碳酸鈣的質量分數為80%．
④要畫出在6.25g樣品中加入稀鹽酸的體積與產生氣體質量的關系圖，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，產生二氧化碳的質量為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，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；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑；
（3）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；c；
（4）C；
（5）Ⅰ、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；Ⅱ、鹽酸越濃（溶質的質量分數越大）；Ⅲ、②③；快；Ⅳ、時間；錐形瓶及藥品的質量或二氧化碳的質量；
（6）①良好；②防止二氧化碳溶于水、與水反應或隔絕二氧化碳與水；③B；
（7）①2.20；  ②2.20；   ③80%；  ④圖象如下：
     

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、氧氣反應原理、裝置選取，又考查學生對物質的性質、實驗探究和分析能力，及對數據的分析應用能力、利用化學方程式的綜合計算，合理使用數據、靈活運用化學方程式的計算，綜合分析和解決實際問題是正確解答此類題的關鍵，有一定難度．