Question

現有下列實驗裝置，請根據要求回答：
（1）實驗室若使用鹽酸和金屬鋅制取氫氣，化學反應方程式為

Zn+2HCl═ZnCl₂ +H₂↑

，這種方法制得的氫氣往往含有少量氯化氫氣體，原因是

鹽酸具有揮發性

，可將氣體通過裝置

C

除去氯化氫氣體；
（2）寫出使用AE裝置制取氣體的化學反應方程式：

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄ +MnO₂ +O₂↑

．
（3）該小組設計了如下圖所示的實驗裝置，既可用于制取氣體，又可用于探究物質性質．
①當打開K1、關閉K2時，利用I、Ⅱ裝置，可進行的實驗是

b

（填字母）．
a．大理石與稀鹽酸反應制取收集二氧化碳b．鋅與稀硫酸反應制取收集氫氣c．用氯酸鉀與二氧化錳共同加熱制取收集氧氣
②當打開K2、關閉K1時，可以利用Ⅰ、Ⅲ裝置制得二氧化碳并驗證其性質．若要證明二氧化碳能與水發生反應，應向燒杯的水中加入

紫色石蕊試液

．
（4）現有7.5g石灰石樣品與稀鹽酸反應制取二氧化碳氣體，反應產生的二氧化碳氣體的質量與加入的稀鹽酸的質量關系如下圖所示．（友情提示：石灰石樣品中的雜質不溶于水，也不發生反應）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數是多少？

Answer 1

分析：（1）鋅和鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，鹽酸具有揮發性，氯化氫氣體溶于水形成鹽酸可與氫氧化鈉溶液反應而被除去；
（2）A裝置是加熱固體制取氣體，且試管口有棉花，說明是用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，氧氣密度比空氣大，可用向上排空氣法收集，據反應原理書寫方程式；
（3）①當打開K₁、關閉K₂時，從圖中的收集裝置進氣管短可看出，制取的氣體密度要小于空氣的密度；
②利用二氧化碳與水反應形成酸的性質，用石蕊試液檢驗；
（4）由圖象可知：7.5g石灰石樣品與稀鹽酸反應最多制取二氧化碳氣體2.2g，據二氧化碳的質量結合方程式可計算出樣品中碳酸鈣的質量，進而計算出碳酸鈣的質量分數．

解答：解：（1）鋅和鹽酸反應生成氯化鋅和氫氣，方程式是：Zn+2HCl═ZnCl₂ +H₂↑；鹽酸具有揮發性，故制得的氣體中混有少量氯化氫氣體，而氯化氫氣體溶于水形成鹽酸可與氫氧化鈉溶液反應而被除去，所以可將氣體通過氫氧化鈉溶液除掉氯化氫氣體；
（2）A裝置是加熱固體制取氣體，且試管口有棉花，說明是用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，氧氣密度比空氣大，可用向上排空氣法收集，方程式是2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄ +MnO₂ +O₂↑；
（3）①從圖中可以看出Ⅱ中進氣管短，說明生成的氣體的密度要小于空氣的密度．b中所制取的氫氣密度小于空氣的密度，所以選b；
②二氧化碳溶于水后形成碳酸，碳酸可使紫色石蕊試液變紅．我們可利用這一性質檢驗二氧化碳與水的反應；
（4）由圖象可知：7.5g石灰石樣品與稀鹽酸反應最多制取二氧化碳氣體2.2g；
設7.5克石灰石中碳酸鈣的質量為x
 CaCO₃ +2HCl═CaCl₂ +H₂O+CO₂↑
 100                    44
 x                      2.2g 
      

100

44

=

x

2.2g

        x=5 g               
 石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數：

5g

7.5g

ⅹ100%=≈66.7%          
答：該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數66.7%；
故答案為：（1）Zn+2HCl═ZnCl₂ +H₂↑；鹽酸具有揮發性； C；
   （2）2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄ +MnO₂ +O₂↑；
   （3）①b；②紫色石蕊試液；
   （4）該石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數66.7%．

點評：本題能綜合考查學生對實驗室制取氫氣、氧氣、二氧化碳知識的掌握和應用情況，既考查了相關實驗知識，又考查了方程式的基本計算，是一道培養學生思維能力的不錯的題目．