Question

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，应选择的发生装置和收集装置是          （填装置的字母代号），化学方程式                                        ，实验室制取二氧化碳的原料是             ，化学方程式                                ，用D装置收集气体时集满的实验现象是              ，

（3）若用E装置收集氢气，则氢气应从        口通入（填c或d）。

（4）F装置可用来测量生成的CO₂气体的体积，在水面上放一层植物油的目的是       。 

（5）装置C相对于装置B在操作方面的优势为：                               。

（6）某研究小组在实验室制取二氧化碳的研究中发现，通常不选用大理石与稀硫酸反应制取二氧化碳，其原因是反应生成硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面，阻碍了大理石与稀硫酸的接触，反应速率逐渐减慢甚至停止。为此该小组设立研究课题：选择合适浓度的硫酸和适当的反应温度制取二氧化碳。

[实验一] 选择合适浓度的硫酸

操作：在28℃时，分别用装有5mL不同浓度硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理石细小颗粒的大试管中注入硫酸，记录15分钟内生成气体的体积，见下表：

试管编号	1	2	3	4	5
硫酸浓度	15%	20%	25%	30%	35%
气体体积/mL	35	47	55	51	42

[实验二] 选择合适的反应温度

操作：往盛有1g直径为2mm大理石细小颗粒的大试管中分别加入5mL相同合适浓度而不同温度的硫酸溶液，观察反应的情况，记录如下表：

试管编号	A	B	C	D	E
温度（℃）	40	50	60	70	80
现象和 比较	有少量气泡	气泡比A号试管多	气泡明显比B号试管多	大量气泡产生，与常温用盐酸反应相似	反应激烈，迅速产生大量气体

请根据本次活动的研究目的，分析处理以上两个表中数据，得出结论：

①稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为        ，因为浓度小于或大于此浓度对反应的影响是                            。

②在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为         ℃。

③除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加             操作，更有利于气体的制备。

④该研究小组为了研究               对该反应速率的影响，在28℃进行了如下实验。

试管编号	A	B
试管内药品	1g块状大理石与5mL25%稀硫酸	1g细小颗粒大理石与5mL25%稀硫酸
现象和比较	有少量气泡	迅速产生较多气泡

根据上述实验研究，你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用      (填编号) ．

 

Answer 1

【答案】

⑴①  酒精灯  ②   长颈漏斗。   

⑵ AD  2KMnO₄ K₂MnO₄ +MnO₂+ O₂↑；

大理石、稀盐酸；  CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；  瓶口冒气泡。

⑶ d   ⑷  防止CO2溶于水；（5） 控制反应的发生和停止；

（4）（1）25；生成气体体积较少。（2）70；

（3）摇动试管（或摇动装置）（4）碳酸钙固体颗粒大小（其它合理回答也给分） 丙

【解析】

试题分析：（1）写出下列仪器名称：a：酒精灯；b：长颈漏斗。

（2）实验室用高锰酸钾制取氧气，是加热固体制取气体的反应，应选择的发生装置和收集装置是A和D，化学方程式为：2KMnO₄ K₂MnO₄ +MnO₂+ O₂↑，实验室制取二氧化碳的原料是石灰石（或者大理石）和稀盐酸，化学方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；用D装置收集气体时集满的实验现象是瓶口有气泡冒出。

（3）因为氢气密度小于空气，若用E装置收集氢气，则氢气应从d口通入。

（4）F装置可用来测量生成的CO₂气体的体积，因二氧化碳能溶于水，故在水面上放一层植物油的目的是防止CO₂溶于水。

（5）装置C相对于装置B在操作方面的优势为：能控制反应的发生和停止。

（6）①由实验一中色数据可知，稀硫酸与大理石反应，在28℃时，选用硫酸的浓度最合适为25%；因为浓度小于或大于此浓度对反应的影响是生成气体体积较少。

②由实验二中的数据和现象可知，在合适的硫酸浓度下，应选择最合适的反应温度为70℃。

③除选用适当的温度和合适浓度的硫酸之外，在反应过程中，为防止硫酸钙覆盖在大理石上，应增加摇动试管（或摇动装置）操作，更有利于气体的制备，因为这样可以将覆盖在大理石上面的硫酸钙摇开，有利于硫酸与大理石接触反应。

④该研究小组为了研究大理石颗粒的大小对该反应速率的影响，在28℃进行了如下实验。

试管编号	A	B
试管内药品	1g块状大理石与5mL25%稀硫酸	1g细小颗粒大理石与5mL25%稀硫酸
现象和比较	有少量气泡	迅速产生较多气泡

根据上述实验研究，你觉得在以下硫酸和大理石反应的装置中，最佳选用丙。

考点：常见仪器的名称；实验室制取氧气和二氧化碳的反应原理；气体的收集方法；二氧化碳的性质；实验设计与探究。

点评：本题考点较多，容量大，要求同学们熟练掌握相关知识，并能灵活运用。