Question

（24分）下圖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 對比甲同學(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。下圖(Ⅰ)為石頭紙與稀鹽酸反應(yīng)的裝置，圖（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（I）氣密性   （選填“良好”或“漏氣”）

② 圖（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)記錄如下表。（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。

② m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分）    

④ 請在坐標(biāo)圖中畫出在6.25 g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

【答案】

（1）a酒精燈，b長頸漏斗

（2）A 2KMnO₄K₂MnO₄ +MnO₂+O₂↑  2H₂O₂ 2H₂O＋O₂↑

（3）Zn + H₂SO₄ ="=" ZnSO₄ + H₂↑  d

（4） C

(5)ⅠCaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑   Ⅱ鹽酸越濃（溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)越大） Ⅲ ②③ 快

Ⅳ時間（計時器示數(shù)），錐形瓶及藥品的質(zhì)量（電子天平示數(shù)）或CO₂質(zhì)量

（6）①良好 ②防止CO₂溶于水、與水反應(yīng)或隔絕CO₂與水 ③ B

（7）①鹽酸（HCl）②2.20 ③80%

④  

【解析】

試題分析：（1）根據(jù)實驗常用儀器回答，圖中儀器a的名稱是酒精燈，b是長頸漏斗。

（2）根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，實驗室用固體高錳酸鉀加熱分解制取氧氣，故屬于“固體加熱型”，故制取裝置應(yīng)選A；加熱高錳酸鉀分解制取氧氣的同時，還生成了錳酸鉀、二氧化錳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KMnO₄ K₂MnO₄ +MnO₂ + O₂↑；雙氧水在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為2H₂O₂2H₂O＋O₂↑

（3）鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，故反應(yīng)的化學(xué)方程式是Zn + H₂SO₄=ZnSO₄+ H₂↑，由于氫氣的密度比空氣小，應(yīng)用向下排空氣法收集，故氫氣應(yīng)從d端進(jìn)入，把集氣瓶內(nèi)的空氣向下從c壓出。

（4）裝置C相對于裝置B多了一個多孔的塑料片，當(dāng)關(guān)閉止水夾后，大量的氫氣因無法排出而使試管內(nèi)的壓強增大，可將液體壓入長頸漏斗，而試管內(nèi)的酸液則降至塑料片以下，固液體分離，反應(yīng)停止；打開止水夾，液體進(jìn)入試管，固液體重新接觸，反應(yīng)繼續(xù)進(jìn)行，產(chǎn)生氫氣，即能隨開隨用、隨關(guān)隨停。故選C

（5）Ⅰ 碳酸鈣與稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，故反應(yīng)的化學(xué)方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；      

Ⅱ?qū)Ρ葘嶒灑佗�，只有所用鹽酸的濃度不同，故可得出反應(yīng)物的濃度越大，化學(xué)反應(yīng)的速度越快；

Ⅲ對比實驗②③，反應(yīng)物的接觸面不同（一個為粉末，一個為團狀），可知，反應(yīng)物的接觸面積越大，化學(xué)反應(yīng)的速度越快；

Ⅳ根據(jù)操作示意圖，實驗過程中對錐形瓶內(nèi)所剩余物質(zhì)的質(zhì)量進(jìn)行稱量，由此得到反應(yīng)時間與放出二氧化碳的質(zhì)量關(guān)系，即連續(xù)記錄的實驗數(shù)據(jù)是：電子天平示數(shù)（或錐形瓶體系質(zhì)量）和計時器示數(shù)（或反應(yīng)時間）。

（6）①根據(jù)題意，a、b中有穩(wěn)定的高度差，說明試管內(nèi)壓強大于外界大氣壓，即說明氣密性良好；

②由于二氧化碳能溶于水，且隨壓強增大而溶解的量變大，故油層能防止CO₂溶于水、與水反應(yīng)；

③若使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強和外界大氣壓相同，根據(jù)物理壓強平衡的原理，只要使兩側(cè)的液面齊平即可，故選B。

（7）①通過第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)，則稀鹽酸完全反應(yīng)；

②第1份放出二氧化碳的質(zhì)量0.88g，說明每加入10g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20g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，也正是第一份產(chǎn)生氣體質(zhì)量的2倍；而第三份加入30g鹽酸，是第一份稀鹽酸質(zhì)量的3倍，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，則第四份的鹽酸不反應(yīng)，故m的值為2.2；

③解：設(shè)6.25g 樣品中CaCO₃的質(zhì)量為x。

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

100                44

x                   2.2g  

100:44= x:2.2g

解得，x=5g

則CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為= ×100% ="80%"

④找出起點、最大值、折點、曲線的走勢，畫出圖象即可。  

考點：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法，實驗室制取氧氣的反應(yīng)原理，制取氧氣的操作步驟和注意點，二氧化碳的化學(xué)性質(zhì)，書寫化學(xué)方程式，氫氣的制取和檢驗，實驗探究物質(zhì)的組成成分以及含量，檢查裝置的氣密性，根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

點評：本題是一道綜合實驗題，是課本實驗的有效延伸，除了要求學(xué)生要具備扎實的基礎(chǔ)知識和基本實驗技能之外，還要有較強的識圖能力和數(shù)據(jù)分析能力，和對于科學(xué)實驗的實事求是的精神，能夠綜合分析和解決實際問題，這也是正確解答此類題的關(guān)鍵。