Question

（24分）下图所示为实验室常用的实验装置：

（1）写出下列仪器名称：a       ；b       。

（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生装置是    （填装置的字母代号），化学方程式是    ，用双氧水制取氧气的化学方程式为    。

（3）实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气的化学方程式是    ，若将E装置中收集的氢气排出，应从   （填c或d）口通入蒸馏水。

（4）装置C相对于装置B在操作方面的优势为    。

A.可以随时加液      B.可以控制反应速率    C.可以控制反应发生与停止

同学们对美术组的环保石头纸（主要成分为碳酸钙，加入适量聚乙烯和少量胶合剂）展开探究：

[拓展实验一] 探究影响石头纸与盐酸反应快慢的因素

（5）甲、乙两同学设计实验如下：

	甲	乙
实验过程
现象	试管①、②、③中产生气泡快慢的顺序为： ①＞②＞③。
分析结论	Ⅰ 碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为       Ⅱ 对比甲同学实验①②可知，       ，化学反应的速度越快； Ⅲ 对比甲同学实验  （填实验序号）可知，反应物的接触面积越大，反应速率越。 Ⅳ 乙同学的实验中，数据记录纸上应该连续记录的实验数据是    和   。

[拓展实验二] 测定石头纸中碳酸钙的质量分数

（6）甲组同学的方法是：（同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和。）

将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO₂的体积，再换算为质量，最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量。下图(Ⅰ)为石头纸与稀盐酸反应的装置，图（Ⅱ）用于测量CO₂的体积。

① 连接仪器，夹紧弹簧夹，向a中加入一定量的水，如果a、b中有稳定的高度差，说明：装置（I）气密性   （选填“良好”或“漏气”）

② 图（Ⅱ）装置中油层的作用是_  ；

③ 反应停止后，  （填序号）可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积。

A. 水平移动量气管         B.上下移动量气管       C. 封闭量气管

(7) 乙组同学的实验方法是：均匀称取四份样品分别和稀盐酸反应，用电子天平及有关装置，得出二氧化碳质量，实验数据记录如下表。（其他物质既不溶于水也不跟酸反应）

	第一份	第二份	第三份	第四份
取样品质量(g)	6.25	6.25	6.25	6.25
取稀盐酸的体积(mL)	10.0	20.0	30.0	40.0
产生气体的质量(g)	0.88	1.76	2.20	m

通过对数据的分析和比较，回答下列有关问题：

① 在第1份样品的实验中，    完全反应了。

② m为    

③ 石头纸样品中碳酸钙的质量分数是多少？（请写出计算过程，4分）    

④ 请在坐标图中画出在6.25 g样品中加入稀盐酸的体积与产生气体质量的关系图。    

 

Answer 1

【答案】

（1）a酒精灯，b长颈漏斗

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

（3）Zn + H₂SO₄ ="=" ZnSO₄ + H₂↑  d

（4） C

(5)ⅠCaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑   Ⅱ盐酸越浓（溶质质量分数越大） Ⅲ ②③ 快

Ⅳ时间（计时器示数），锥形瓶及药品的质量（电子天平示数）或CO₂质量

（6）①良好 ②防止CO₂溶于水、与水反应或隔绝CO₂与水 ③ B

（7）①盐酸（HCl）②2.20 ③80%

④  

【解析】

试题分析：（1）根据实验常用仪器回答，图中仪器a的名称是酒精灯，b是长颈漏斗。

（2）根据反应物的状态和反应条件选择发生装置，实验室用固体高锰酸钾加热分解制取氧气，故属于“固体加热型”，故制取装置应选A；加热高锰酸钾分解制取氧气的同时，还生成了锰酸钾、二氧化锰，故反应的化学方程式是2KMnO₄ K₂MnO₄ +MnO₂ + O₂↑；双氧水在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气，故反应的化学方程式为2H₂O₂2H₂O＋O₂↑

（3）锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，故反应的化学方程式是Zn + H₂SO₄=ZnSO₄+ H₂↑，由于氢气的密度比空气小，应用向下排空气法收集，故氢气应从d端进入，把集气瓶内的空气向下从c压出。

（4）装置C相对于装置B多了一个多孔的塑料片，当关闭止水夹后，大量的氢气因无法排出而使试管内的压强增大，可将液体压入长颈漏斗，而试管内的酸液则降至塑料片以下，固液体分离，反应停止；打开止水夹，液体进入试管，固液体重新接触，反应继续进行，产生氢气，即能随开随用、随关随停。故选C

（5）Ⅰ 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，故反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；      

Ⅱ对比实验①②，只有所用盐酸的浓度不同，故可得出反应物的浓度越大，化学反应的速度越快；

Ⅲ对比实验②③，反应物的接触面不同（一个为粉末，一个为团状），可知，反应物的接触面积越大，化学反应的速度越快；

Ⅳ根据操作示意图，实验过程中对锥形瓶内所剩余物质的质量进行称量，由此得到反应时间与放出二氧化碳的质量关系，即连续记录的实验数据是：电子天平示数（或锥形瓶体系质量）和计时器示数（或反应时间）。

（6）①根据题意，a、b中有稳定的高度差，说明试管内压强大于外界大气压，即说明气密性良好；

②由于二氧化碳能溶于水，且随压强增大而溶解的量变大，故油层能防止CO₂溶于水、与水反应；

③若使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，根据物理压强平衡的原理，只要使两侧的液面齐平即可，故选B。

（7）①通过第1份和第2份比较可以发现，当稀盐酸的质量增加时，气体的质量也在增加，说明第1份中碳酸钙没有完全反应，则稀盐酸完全反应；

②第1份放出二氧化碳的质量0.88g，说明每加入10g稀盐酸与碳酸钙完全反应，产生二氧化碳的质量为0.88g；第2份加入20g盐酸，是第一份稀盐酸质量的2倍，产生二氧化碳的质量为1.76g，也正是第一份产生气体质量的2倍；而第三份加入30g盐酸，是第一份稀盐酸质量的3倍，产生二氧化碳的质量为2.2g，小于第一份产生气体的质量的3倍（0.88g×3=2.56g），说明碳酸钙此时完全反应，稀盐酸有剩余，则第四份的盐酸不反应，故m的值为2.2；

③解：设6.25g 样品中CaCO₃的质量为x。

CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑

100                44

x                   2.2g  

100:44= x:2.2g

解得，x=5g

则CaCO₃的质量分数为= ×100% ="80%"

④找出起点、最大值、折点、曲线的走势，画出图象即可。  

考点：常用气体的发生装置和收集装置与选取方法，实验室制取氧气的反应原理，制取氧气的操作步骤和注意点，二氧化碳的化学性质，书写化学方程式，氢气的制取和检验，实验探究物质的组成成分以及含量，检查装置的气密性，根据化学反应方程式的计算

点评：本题是一道综合实验题，是课本实验的有效延伸，除了要求学生要具备扎实的基础知识和基本实验技能之外，还要有较强的识图能力和数据分析能力，和对于科学实验的实事求是的精神，能够综合分析和解决实际问题，这也是正确解答此类题的关键。