Question

現(xiàn)有下列實驗裝置，請根據(jù)要求回答：
（1）實驗室若使用鹽酸和金屬鋅制取氫氣，化學(xué)反應(yīng)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(fā)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(xué)反應(yīng)方程式：

2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄ +MnO₂ +O₂↑

．
（3）該小組設(shè)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(zhì)性質(zhì)．
①當打開K1、關(guān)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(yīng)制取收集二氧化碳b．鋅與稀硫酸反應(yīng)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(guān)閉K1時，可以利用Ⅰ、Ⅲ裝置制得二氧化碳并驗證其性質(zhì)．若要證明二氧化碳能與水發(fā)生反應(yīng)，應(yīng)向燒杯的水中加入

紫色石蕊試液

．
（4）現(xiàn)有7.5g石灰石樣品與稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳氣體，反應(yīng)產(chǎn)生的二氧化碳氣體的質(zhì)量與加入的稀鹽酸的質(zhì)量關(guān)系如下圖所示．（友情提示：石灰石樣品中的雜質(zhì)不溶于水，也不發(fā)生反應(yīng)）該石灰石樣品中碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)是多少？

Answer 1

分析：（1）鋅和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，鹽酸具有揮發(fā)性，氯化氫氣體溶于水形成鹽酸可與氫氧化鈉溶液反應(yīng)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(jù)反應(yīng)原理書寫方程式；
（3）①當打開K₁、關(guān)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(yīng)形成酸的性質(zhì)，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(yīng)最多制取二氧化碳氣體2.2g，據(jù)二氧化碳的質(zhì)量結(jié)合方程式可計算出樣品中碳酸鈣的質(zhì)量，進而計算出碳酸鈣的質(zhì)量分數(shù)．

解答：解：（1）鋅和鹽酸反應(yīng)生成氯化鋅和氫氣，方程式是：Zn+2HCl═ZnCl₂ +H₂↑；鹽酸具有揮發(fā)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(yīng)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(zhì)檢驗二氧化碳與水的反應(yīng)；
（4）由圖象可知：7.5g石灰石樣品與稀鹽酸反應(yīng)最多制取二氧化碳氣體2.2g；
設(shè)7.5克石灰石中碳酸鈣的質(zhì)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(zhì)量分數(shù)：

5g

7.5g

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

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