Question

15．如圖1所示為實驗室常用的實驗裝置：

（1）寫出下列儀器名稱：a酒精燈；b長頸漏斗．
（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A（填裝置的字母代號），化學(xué)方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，用雙氧水制取氧氣的化學(xué)方程式為2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（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Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，若將E裝置中收集的氫氣排出，應(yīng)從c（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C．
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CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Ⅱ?qū)Ρ燃淄瑢W(xué)實驗①②可知，鹽酸越濃，化學(xué)反應(yīng)的速度越快； Ⅲ對比甲同學(xué)實驗②③（填實驗序號）可知，反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快． 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 和錐形瓶及藥品的質(zhì)量（電子天平示數(shù)）或CO2質(zhì)量．

[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．圖2（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）氣密性良好（選填“良好”或“漏氣”）
②圖（Ⅱ）裝置中油層的作用是防止CO₂溶于水；
③反應(yīng)停止后，B（填序號）可使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強(qiáng)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，鹽酸完全反應(yīng)了．
②m為2.20
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）80%
④請在圖3坐標(biāo)圖中畫出在6.25g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

分析 （1）要熟悉各種儀器的名稱、用途和使用方法；
（2）高錳酸鉀受熱時能夠分解生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣；
通常情況下，過氧化氫在二氧化錳的催化作用下，分解生成水和氧氣；  
（3）通常情況下，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，氫氣難溶于水，密度比空氣��；
（4）不同的實驗裝置，優(yōu)缺點不同；
（5）碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳；
（6）凡是有氣體參加或產(chǎn)生的實驗，實驗前一定要檢查裝置的氣密性，以防裝置漏氣影響實驗結(jié)果；
二氧化碳能夠溶于水，不溶于植物油；
（7）根據(jù)提供的數(shù)據(jù)和反應(yīng)的化學(xué)方程式可以進(jìn)行相關(guān)方面的判斷和計算．

解答 解：（1）a是酒精燈，b長頸漏斗．
故填：酒精燈；長頸漏斗．
（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時需要加熱，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是A，化學(xué)方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，用雙氧水制取氧氣的化學(xué)方程式為：．
故填：A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（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：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，若將E裝置中收集的氫氣排出，應(yīng)從c口通入蒸餾水．
故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；c．
（4）裝置C相對于裝置B在操作方面的優(yōu)勢為可以控制反應(yīng)發(fā)生與停止，原理是：關(guān)閉開關(guān)時，試管中的氣體增多，壓強(qiáng)增大，把液體壓入長頸漏斗，固體和液體分離，反應(yīng)停止；                             
打開開關(guān)時，氣體導(dǎo)出，試管中的氣體減少，壓強(qiáng)減小，液體和固體混合，反應(yīng)進(jìn)行．
故填：C．
（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：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Ⅱ?qū)Ρ燃淄瑢W(xué)實驗①②可知，鹽酸越濃，化學(xué)反應(yīng)的速度越快； Ⅲ對比甲同學(xué)實驗②③可知，反應(yīng)物的接觸面積越大，反應(yīng)速率越快． 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)量和錐形瓶及藥品的質(zhì)量（電子天平示數(shù)）或CO2質(zhì)量．

（6）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）氣密性良好；
②圖（Ⅱ）裝置中油層的作用是防止CO₂溶于水；
③反應(yīng)停止后，上下移動量氣管可使反應(yīng)前后油層上方氣體壓強(qiáng)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．
故填：良好；防止CO₂溶于水；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)；
故填：鹽酸．
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=2.64g），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；
故填：2.20．
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
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$，
解得，x=5g，
則CaCO₃的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為：$\frac{5g}{6.25g}$×100%=80%，
故填：80%．
④由實驗數(shù)據(jù)可知，當(dāng)25g稀鹽酸時，碳酸鈣恰好完全反應(yīng)，生成2.2g二氧化碳，畫圖如下所示：

故填：

點評 合理設(shè)計實驗，科學(xué)地進(jìn)行實驗、分析實驗，是得出正確實驗結(jié)論的前提，因此要學(xué)會設(shè)計實驗、進(jìn)行實驗、分析實驗，為學(xué)好化學(xué)知識奠定基礎(chǔ)．