Question

【题目】（一）如图是实验室常用气体制备装置，据图回答问题：

（1）实验室用高锰酸钾制氧气的化学方程式是 ，应选择的发生装置是 （填字母代号），为保证实验顺利进行，装置中还应添加 ，如果选用如图2装置收集氧气，气体应从 （填“a”或“b”）端导入，若瓶中装满水，则气体应从 端导入（填“a”或“b”）；

（2）实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气的化学方程式为 ，某化学小组同学用20%的过氧化氢溶液和二氧化锰，并选用B装置来制氧气。实验中，同学们发现不能得到平稳的氧气流。大家提出从两个方面加以改进：

一是把发生装置由B改为C，其理由是 ；

二是将过氧化氢溶液加水稀释，溶液的稀释须要经过计算，量取，搅匀三个步骤；

如把50g质量分数为20%的过氧化氢溶液稀释成5%的过氧化氢溶液，需加水的质量为 g，在稀释过程中，除了烧杯外，还需要用到的仪器有 （填数字序号）；

①量筒 ②药匙 ③试管 ④酒精灯 ⑤滴管 ⑥玻璃棒

（3）兴趣小组的同学看到实验室里还有大理石，想利用图1中的C装置和 装置结合制备并收集一瓶二氧化碳，发生反应的方程式为 ，某同学用 来检验生成的二氧化碳，看到 ，发生反应的方程式为 。

（二）为探究气体X的组成，某兴趣小组进行如图所示实验（固定装置未画出）。

【资料在线】

①加热条件下，气体X能与氧化铜反应生成铜、水和氮气。

②碱石灰为固体氢氧化钠和氢氧化钙的混合物，不与气体X反应．无水氯化钙可吸收气体X。

③本实验条件下，氮气密度为1.15gL﹣1，装置内空气中的水与二氧化碳对相关数据测定的影响可忽略不计。

【实验步骤】

①连接仪器，并检查装置气密性。

②取一定量氧化铜，准确称得其质量为2.40g。

③按图所示装入药品（其中B、C管中分别装入的是足量碱石灰和足量无水氯化钙），测得相关的量记录在数据Ⅰ（见表）。

④连接A、B、C装置，将气体X缓缓通入一段时间后，连接上D装置，读数后开始加热。当A装置中氧化铜反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却后，再次测量并记录相关数据Ⅱ（见表）。

【实验装置】

【相关数据】

测量项目/数据编号	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含药品）的质量/g	52.40	51.92
B装置（含药品）的质量/g	102.00	102.54
氮气的体积/mL	/	243.5

【回答问题】

（1）B中装置中氧化钙吸水的原理为 （用化学方程式表示）；

（2）实验过程中，当观察到 ，说明氧化铜已反应完全，停止加热，继续通入气体X至玻璃管冷却的目的是 ；

（3）分析实验测量的数据，生成水的质量为 g，氧化铜中氧元素的质量为 g．由此推知，气体X中一定 （填“有”或“没有”）氧元素．

④读取量气管中氮气体积之前需要 ，通过计算推导出气体X的化学式为 。

Answer 1

【答案】（1）KMnO4K2MnO4+MnO2+ O2↑ A 棉花 a b

（2）2H2O22H2O+ O2↑ 注射器可以控制液体流速 150g ①⑤⑥

（3）D CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 澄清石灰水 石灰水变浑浊

Ca(OH) 2 + CO2 == CaCO3 ↓+ H2O

（二）（1）CaO + H2O == Ca(OH) 2

（2）黑色固体全部变红 防治生成的铜再被氧化

（3）0.54 0.48 没有

（4）调节量气管和水准管液面相平 NH3

【解析】

试题分析：（1）为固体需加热型；生成氧气会形成气流将高锰酸钾粉末吹入导管，因此试管口要加棉花过滤以避免导管堵塞；若瓶内为空气，氧气密度比空气大，氧气从a进，空气从b被排出；若瓶内为水，氧气密度比水小，氧气从b进，水从a排出。

（2）气流不稳定即反应速率不稳定，因此可以控制药品的加入来调节速率，注射器用于加入液体药品；溶液稀释时溶质不变，溶剂增加，因此设加水质量为x，50g×20%=(50g+x)×5%，x=150g；量取试液需量筒和胶头滴管，还需玻璃棒搅拌加上溶解；

（3）二氧化碳易溶于水，密度比空气大，只能用向上排空气法收集即还差装置D；用碳酸钙和稀盐酸的反应制取二氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊，因此特征反应来检测二氧化碳；

（二）（1）氧化钙能与水反应吸水水；

（2）黑色氧化铜完全变为红色的铜；刚生成的铜温度高易和氧气反应生成氧化铜，因此需用X将空气隔绝；

（3）B中吸水，因此B增加的质量0.54g即为水的质量；A中氧化铜变为铜，减少的质量0.48g即为氧元素的质量；

（4）调节量气管和水准管液面相平使两边气压相等；B装置中的碱石灰为固体氢氧化钠和氧化钙的混合物，不与气体X反应，因此只吸收水蒸气，增加的质量就是生成的水的质量：102.54g-102.00g=0.54g，0.54g水中氧元素的质量=0.54g×16／18=0.48g，氧化铜中氧元素的质量=52.40g-51.92g=0.48g，由此推知，气体X中一定没有氧元素；设气体x的化学式为NmHn氮元素质量：氢元素质量＝14m／n＝(1.15g/L×0.2435L：(0.54g0.48g) , m：n=1:3

所以x的化学式为：NH3。