Question

30、注射器是一種普通的醫療器械，但它在化學實驗中經常出現，它對某些實驗現象的觀察或實驗過程的改進起到了意想不到的效果．

（1）圖1用50 mL試管作反應容器，磷的燃燒均在密閉容器里進行，可防止白煙污染空氣．用50mL注射器（活塞事先處在20 mL刻度處）測量磷燃燒消耗的氧氣體積．
操作：①檢查裝置的氣密性．②裝藥品，連好儀器．③夾緊彈簧夾，加熱白磷，觀察試管中所發生現象為

白磷燃燒，產生大量白煙

．④燃燒結束，試管冷卻后打開彈簧夾，可以看到活塞慢慢左移到約

10

mL刻度處（取整數值）．說明空氣中氧氣的體積分數約為

20%

．
（2）圖2用推拉注射器活塞的方法可以檢查裝置的氣密性．當緩緩向外拉動活塞時，如果裝置氣密性良好，則能觀察到

D

（填序號）
A．注射器內有液體         B．瓶中液面上升
C．長頸漏斗內液面上升     D．長頸漏斗下端管口產生氣泡
（3）興趣小組走進實驗室看到了一個不和諧的“音符”（如圖3）．此情此景你首先想到是取用該藥品時試劑瓶瓶塞應

倒

放在桌上；取用后應立即塞上瓶塞密封保存，這是因為

氫氧化鈉易潮解

，

能吸收空氣中的二氧化而變質

．

（4）該興趣小組同學為了測定某部分變質的燒堿樣品中Na₂CO₃的質量分數．又進行了以下實驗：
①他們首先設計了圖A所示的裝置，通過反應后右側注射器內收集到氣體的量計算出Na₂CO₃的質量分數（已知該狀態下CO₂的密度，所使用注射器最大量程為20mL）．寫出錐形瓶內所發生變化的化學方程式：

HCl+NaOH═NaCl+H₂O

、

2HCl+Na₂CO₃═CO₂↑+2NaCl

．小張認為該方案不能準確測得Na₂CO₃的質量分數，這是因為

產生的二氧化碳只有部分進入注射器中，還有部分在錐形瓶中

；小李認為該方案中樣品的取用量也需要一定的控制，這是因為

注射器中能收集二氧化碳的量是有限度的

．
②有同學提出以圖B代替圖A中的收集裝置，則所測CO₂氣體的體積

偏小

（填“偏大”、“偏小”、“不變”），理由是

二氧化碳能溶于水

，你的改進方案是

用碳酸鈉飽和溶液代替水

；廣口瓶內原有的空氣對實驗結果

沒有

（填“有”或“沒有”）影響．

Answer 1

分析：（1）白磷和氧氣反應的實驗現象是：白磷燃燒，產生大量白煙，由于氧氣約占空氣體積的20%，所以燃燒后試管內氣體約減少20%，即10mL，所以注射器活塞應向左移動10mL；
（2）檢查裝置氣密性時，注射器活塞向外拉，錐形瓶內氣體壓強減小，外界大氣壓將空氣沿長頸漏斗壓入錐形瓶中，在長頸漏斗下端會看到有氣泡冒出；
（3）取用藥品時，試劑瓶塞應倒放，防止污染試劑；氫氧化鈉易潮解、且能吸收空氣中二氧化碳而變質，所以需要密封干燥保存；
（4）測定變質的氫氧化鈉中碳酸鈉的質量分數，可以加入鹽酸，通過測定生成的二氧化碳的量求算碳酸鈉的量．

解答：解：（1）加熱白磷，觀察試管中所發生現象是：白磷燃燒，產生大量；氧氣占空氣的體積分數為20%，所以注射器活塞應向左移動到10mL處；
（2）注射器活塞向外拉，錐形瓶內氣體壓強減小，外界大氣壓將空氣沿長頸漏斗壓入錐形瓶中，在長頸漏斗下端會看到有氣泡冒出，故選D；
（3）取用藥品時，試劑瓶塞應倒放，氫氧化鈉需要密封干燥保存，因為氫氧化鈉易潮解、且能吸收空氣中二氧化碳而變質；
（4）錐形瓶內所發生變化的化學方程式為：HCl+NaOH═NaCl+H₂O、2HCl+Na₂CO₃═CO₂↑+2NaCl；小張認為該方案不能準確測得Na₂CO₃的質量分數，這是因為產生的二氧化碳只有部分進入注射器中，還有部分在錐形瓶中；因為注射器的容積很小，所以樣品的取用量也需要一定的控制；圖B使用的是排水法收集二氧化碳，因為二氧化碳能溶于水，所以所收集二氧化碳質量偏小，可用碳酸鈉飽和溶液代替水收集二氧化碳．因為采用的是排水集氣法，所以廣口瓶中的空氣對實驗結果沒有影響．
故答案為：（1）白煙白磷燃燒，產生大量白煙；10、20%；
（2）D；
（3）倒、氫氧化鈉易潮解、能吸收空氣中二氧化碳而變質；
（4）HCl+NaOH═NaCl+H₂O、2HCl+Na₂CO₃═CO₂↑+2NaCl；產生的二氧化碳只有部分進入注射器中，還有部分在錐形瓶中；注射器中能收集二氧化碳的量是有限度的；偏小；二氧化碳能溶于水；用碳酸鈉飽和溶液代替水；沒有．

點評：本題是一個綜合性實驗題，難度較大．（1）小題描述燃燒現象時注意“煙”和“霧”的區別，磷燃燒產物是五氧化二磷固體，所以看到的現象是白煙；氧氣占空氣體積分數的20%，所以注射器應向左移動到10刻度處；（4）小題根據二氧化碳的量求算碳酸鈉的質量分數，關鍵是收集二氧化碳，若用注射器收集，錐形瓶中會滯留部分二氧化碳，收集的質量會偏小．所以改用排水法收集較好，而二氧化碳能溶于水，因此考慮使用碳酸鈉飽和溶液代替水收集二氧化碳，因為碳酸鈉飽和溶液不能吸收二氧化碳，所以此法收集的氣體質量比較準確．