Question

實驗室常用下列裝置制取氣體，請你根據(jù)所學(xué)知識回答下列問題．

（1）寫出編號所指儀器的名稱：①

 

；
（2）裝置圖中共有兩處明顯的錯誤，請你找出錯誤的地方填在下列橫線上：

 

，

 

．
將上述錯誤裝置改正后，請繼續(xù)回答下列問題．
（3）為了達到實驗?zāi)康�，小亮選用A和E裝置制取和收集氧氣，并在A裝置的試管口加一團棉花，能用E裝置收集氧氣的原因是

 

，請寫出利用該裝置制取氧氣的化學(xué)反應(yīng)方程式

 

．
（4）你和小明還一起利用上述裝置進行實驗室制取二氧化碳的探究．
①選擇藥品．實驗室制取二氧化碳的化學(xué)方程式是

 

②選擇裝置．通過對制取氣體裝置的分析，他選擇使用的發(fā)生裝置是

 

③驗證方法．驗證收集的氣體是CO₂的化學(xué)方程式是

 

（5）為測定某純堿（Na₂CO₃）樣品中（含有少量的氯化鈉雜質(zhì)）碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，小明對裝置B作了改進：將編號①的儀器改成注射器（因為碳酸鈉粉末和稀鹽酸產(chǎn)生氣泡速率很快），現(xiàn)稱取6g樣品放在大試管中并用注射器滴入稀鹽酸，當(dāng)稀鹽酸滴加至36.5g時，試管內(nèi)溶液的總質(zhì)量為40.3g（假設(shè)產(chǎn)生的氣體全部逸出）．圖2中圖（Ⅰ）為純堿樣品與稀鹽酸反應(yīng)的裝置，圖（Ⅱ）是產(chǎn)生氣體的質(zhì)量與滴入稀鹽酸的質(zhì)量關(guān)系圖．
①圖（Ⅱ）中m的值為

 

g．
②在圖（Ⅱ）中B點處溶液中的溶質(zhì)有

 

（填化學(xué)式）
③求實驗所用稀鹽酸的溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（有計算過程，下同）
④求樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)（結(jié)果精確到0.1%）．

Answer 1

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,二氧化碳的實驗室制法,二氧化碳的檢驗和驗滿,有關(guān)溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的簡單計算,書寫化學(xué)方程式、文字表達式、電離方程式,根據(jù)化學(xué)反應(yīng)方程式的計算

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）從儀器的圖形和用途去分析解答；
（2）從A中給試管里的固體加熱時，試管口應(yīng)稍向下傾斜，以防止生成的水或濕存水倒流，引起試管底部炸裂；D中用向上排空氣法收集氣體時，導(dǎo)氣管應(yīng)伸入集氣瓶的底部，以便把集氣瓶中的空氣排除干凈去分析解答；
（3）根據(jù)氧氣的密度比空氣大，可以用向上排空氣法收集分析；根據(jù)化學(xué)方程式的書寫方法進行分析；（4）實驗室通常用大理石或石灰石和稀鹽酸反應(yīng)制取二氧化碳，反應(yīng)不需要加熱，大理石和石灰石的主要成分是碳酸鈣，能和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁；
（5）生成二氧化碳的質(zhì)量是6g+36.5g-40.3g=2.2g；根據(jù)化學(xué)方程式Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑和生成二氧化碳的質(zhì)量可以計算出所加鹽酸溶液中溶質(zhì)的質(zhì)量，進而計算出鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)；根據(jù)化學(xué)方程式Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑和生成二氧化碳的質(zhì)量可以計算出樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量，進而求出該純堿樣品中Na₂CO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)．

解答：解：（1）由儀器的圖形和用途可知：①為長頸漏斗；故答案為：長頸漏斗；
（2）A中給試管里的固體加熱時，試管口應(yīng)稍向下傾斜，以防止生成的水或濕存水倒流，引起試管底部炸裂；D中用向上排空氣法收集氣體時，導(dǎo)氣管應(yīng)伸入集氣瓶的底部，以便把集氣瓶中的空氣排除干凈；故答案為：A中試管口沒有略向下傾斜；D中導(dǎo)氣管沒有伸到集氣瓶的底部；
（3）A裝置的試管口加一團棉花，說明是用加熱高錳酸鉀制取氧氣；氧氣的密度比空氣大，能用向上排空氣法收集氧氣；高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)方程式是2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑； 故答案為：氧氣的密度比空氣大；2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（4）①碳酸鈣與鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，其化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)不需要加熱，應(yīng)該用B裝置作為發(fā)生裝置；
③可以用澄清石灰水檢驗二氧化碳，二氧化碳能使澄清的石灰水變渾濁，是因為二氧化碳和石灰水中的氫氧化鈣反應(yīng)生成了碳酸鈣沉淀和水，反應(yīng)的化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：①CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；②B；③Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（5）①生成二氧化碳的質(zhì)量是6g+36.5g-40.3g=2.2g，因此m的值為2.2g，故填：2.2．
②在圖（Ⅱ）中B點處稀鹽酸過量，因此溶液中的溶質(zhì)有氯化鈉和氯化氫，故填：NaCl、HCl；
③設(shè)36.5g稀鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量為x，6g樣品中碳酸鈉的質(zhì)量為y，則
Na₂CO₃+2HCl═2NaCl+H₂O+CO₂↑
106    73              44
y      x              2.2g

73

x

=

44

2.2g

，解得x=3.65g；

106

y

=

44

2.2g

，解得y=5.3g
鹽酸中溶質(zhì)的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：

3.65g

36.5g

×100%=10%；
④樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)：

5.3g

6g

×100%=88.3%．
答：③鹽酸中溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%；④樣品中碳酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.3%．

點評：本題綜合考查了氧氣和二氧化碳的實驗室制法的有關(guān)知識及重要化學(xué)方程式的書寫，二氧化碳的性質(zhì)等，要能根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇發(fā)生裝置，收集氣體時要根據(jù)氣體的溶解性及密度來選擇收集裝置．