题目内容

下图甲～己是实验室制取某些常见气体的装置图．
（1）仪器a、b的名称是a、b；
（2）甲装置可用于实验室制取O₂，写出该反应的化学方程式；
（3）以下方案是对排水法与排空气法收集O₂的比较（使用体积相同的集气瓶收集O₂）
比较项目向上排空气法排水集气法结论
方法可行性 O₂的密度比空气（填“大”或“小”）且不与空气中的物质发生反应 O₂难溶于水且不与水反应两种方法均可行
收集的过程 “验满”分析：即便用带火星的木条移近集气瓶口，木条复燃也难以证明空气被排尽，因气体无色，集满与否较难确定．集满O₂的现象是
排水法收集O₂更易于观察何时集满
收集O₂的纯度分别用排水法和向上排空气法收集两瓶氧气（A和B），放入两支相同的蜡烛．可观察到B瓶内的蜡烛熄灭较早结论
（4）装置乙和丙都能用于实验室制取CO₂，丙相对于乙在操作方面的优点为；
（5）使用丁装置制取气体时，对反应物和反应条件的要求是；
（6）用块状的石灰石与过量稀盐酸反应制取CO₂，若参加反应的碳酸钙的物质的量为0.1mol，请回答：
Ⅰ．反应生成CO₂的物质的量为（根据化学方程式列式计算）；
Ⅱ．待块状石灰石与过量稀盐酸反应至不再冒气泡后，过滤反应后的混合物，并向滤液中逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH数字探测仪连续监测，得到如下曲线：

（已知CaCl₂溶液呈中性）
①写出AB段反应的实验现象；
②BC段的反应生成了白色沉淀，写出该反应的化学方程式；
③DE段所对应溶液中的溶质有NaCl和．

解：（1）直接写出仪器的名称为：试管、锥形瓶；
（2）可实验室中用氯酸钾反应来制取氧气时可以应该选择甲装置，故可以写出该反应的化学方程式：2KClO₃ $\text{[math]}$ 2KCl+3O₂↑；
（3）如果观察到集气瓶口出现大的气泡冒出时就可以判断已经收集满了；同时根据B瓶中的气体先熄灭，说明B瓶中气体浓度比A瓶中浓度小，所以可以判断出排水法收集的气体较纯；
（ 4）丙装置中的长颈漏斗可以随时向装置中添加酸液，使用更方便；
（5）启普发生器通过气体的压强使固体和液体分离而使反应终止，所以要求必须是块状或是颗粒状的固体和液体的反应，但仅限于无需加热的反应；
（6）I、设需二氧化的物质的量为x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
1 1
0.1 x
$\text{[math]}$
x=0.1mol
答：反应生成CO₂的物质的量为 0.1mol．
II、①反应中加入的盐酸是过量的，所以当反应结束后溶液pH值小于7，即为A点，而当加入碳酸钠溶液后要消耗盐酸，所以使溶液的pH值要升高，直至恰好将盐酸消耗完全，此时的pH值为7，即B点；
②而BC段是碳酸钠溶液和氯化钙溶液反应的过程，生成碳酸钙沉淀，故此时的pH值不变，可以写出该反应的化学方程式；
③根据②的解答可以知道至C点是碳酸钠和氯化钙恰好完全反应的时候，继续滴加碳酸钠则会使溶液变为碱性，此时溶液为氯化钠和碳酸钠的混合溶液．
故答案为：（1）试管；锥形瓶；
（2）2KClO₃ $\text{[math]}$ 2KCl+3O₂↑；
（3）大；有气泡从集气瓶口向外溢出；排水法收集到的氧气气体浓度（或纯度）较高；
（4）便于从长颈漏斗中添加盐酸；
（5）块状（或颗粒状）固体与液体反应，无需加热；
（6）I、0.1mol；
II、①有气泡产生；
②Na₂CO₃+CaCl₂→CaCO₃↓+2NaCl；
③碳酸钠（Na₂CO₃）．
分析：（1）可以直接写出仪器的名称；
（2）通过加热氯酸钾的方法可以制得制取氧气，故可以写出该反应的化学方程式；
（3）根据排水法收集气体的特点来判断是否收集满了，排水法收集到气体较纯；
（4）丙装置比乙装置多了一个长颈漏斗，可以随时加入酸液；
（5）启普发生器要求固体必须是块状或是颗粒状的；
（6）I、根据化学方程式进行计算，求出二氧化碳的物质的量；
II、根据所发生的化学反应结合物质的性质来判断曲线中不同范围内的实验现象，并回答问题．
点评：熟练掌握制取气体的发生装置和收集装置，并能够根据反应原理和气体的性质选择合适的制取装置，知道排水法收集的气体比较纯但是不干燥，而排空气法收集的气体干燥但是纯度不如排水法收集的气体高．

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（2012?扬中市模拟）我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；
NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
2NaHCO₃

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
回答下列问题：
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是

（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解 c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．

试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液，作用是

吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体

吸收甲装置可能挥发出的氯化氢气体

；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是

吸收末反应的NH₃

吸收末反应的NH₃

；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO₃晶体的操作是

（填分离操作的名称）．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从

气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是

增大气体与溶液接触面积，提高CO₂吸收率

增大气体与溶液接触面积，提高CO₂吸收率

；
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：

用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应．（或往烧碱溶液中通入过量CO₂；往饱和Na₂CO₃ 溶液中通入过量CO₂ 等．其他合理方法均可）

用碳酸氢铵与适量饱和食盐水反应．（或往烧碱溶液中通入过量CO₂；往饱和Na₂CO₃ 溶液中通入过量CO₂ 等．其他合理方法均可）

．
（4）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量．
【实验设计】
甲方案
Ⅰ．设计思路：根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量，求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
Ⅱ．操作步骤：称取13.25g纯碱样品，加入过量的氯化钙溶液，充分搅拌．过滤、洗涤、干燥，得到的白色沉淀10.00g．
Ⅲ．数据处理：请根据上述实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量分数．
计算过程：

解：设纯碱样品中含Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106 100
x 10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数为

解：设纯碱样品中含Na₂CO₃的质量为x
Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl
106 100
x 10.00g

x=10.6g
纯碱样品中Na₂CO₃的质量分数为

乙方案
I．设计思路：根据样品（质量为a g）与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量（质量为b g），求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
II．实验结论：
（1）当a、b的质量关系满足

（或22a=53b；或a=

（或22a=53b；或a=

（填写含a、b字母的表达式，下同）时，纯碱样品中只含有碳酸钠，样品中碳酸钠的质量分数是100%．
（2）当a、b的质量关系满足

时，纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物，样品中碳酸钠的质量分数是

．
【实验评价】
误差分析：
（一）甲方案中，白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗，造成计算结果与实际值相比偏小．如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液，则可以使误差减小，理由是

BaCl₂比CaCl₂的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小

BaCl₂比CaCl₂的相对分子质量大，产生的沉淀质量大，称量误差小

．
（二）乙方案中，有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比

（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；
NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
2NaHCO₃

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
回答下列问题：
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是______（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解 c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．

试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液，作用是______；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是______；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO₃晶体的操作是______（填分离操作的名称）．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从______管通入______气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是______；
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______．
（4）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量．
【实验设计】
甲方案
Ⅰ．设计思路：根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量，求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
Ⅱ．操作步骤：称取13.25g纯碱样品，加入过量的氯化钙溶液，充分搅拌．过滤、洗涤、干燥，得到的白色沉淀10.00g．
Ⅲ．数据处理：请根据上述实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量分数．
计算过程：
______

乙方案
I．设计思路：根据样品（质量为a g）与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量（质量为b g），求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
II．实验结论：
（1）当a、b的质量关系满足______（填写含a、b字母的表达式，下同）时，纯碱样品中只含有碳酸钠，样品中碳酸钠的质量分数是100%．
（2）当a、b的质量关系满足______时，纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物，样品中碳酸钠的质量分数是______．
【实验评价】
误差分析：
（一）甲方案中，白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗，造成计算结果与实际值相比偏小．如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液，则可以使误差减小，理由是______．
（二）乙方案中，有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比______（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；
NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
2NaHCO₃

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
回答下列问题：
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是______（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解 c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．

试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液，作用是______；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是______；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO₃晶体的操作是______（填分离操作的名称）．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从______管通入______气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是______；
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______．
（4）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量．
【实验设计】
甲方案
Ⅰ．设计思路：根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量，求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
Ⅱ．操作步骤：称取13.25g纯碱样品，加入过量的氯化钙溶液，充分搅拌．过滤、洗涤、干燥，得到的白色沉淀10.00g．
Ⅲ．数据处理：请根据上述实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量分数．
计算过程：
______

乙方案
I．设计思路：根据样品（质量为a g）与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量（质量为b g），求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
II．实验结论：
（1）当a、b的质量关系满足______（填写含a、b字母的表达式，下同）时，纯碱样品中只含有碳酸钠，样品中碳酸钠的质量分数是100%．
（2）当a、b的质量关系满足______时，纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物，样品中碳酸钠的质量分数是______．
【实验评价】
误差分析：
（一）甲方案中，白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗，造成计算结果与实际值相比偏小．如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液，则可以使误差减小，理由是______．
（二）乙方案中，有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比______（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．

我国化工专家侯德榜的“侯氏制碱法”曾为世界制碱工业做出了突出贡献．他以NaCl、NH₃、CO₂等为原料先制得NaHCO₃，进而生产出纯碱．有关反应的化学方程式为：
NH₃+CO₂+H₂O═NH₄HCO₃；
NH₄HCO₃+NaCl═NaHCO₃↓+NH₄Cl；
2NaHCO₃

Na₂CO₃+CO₂↑+H₂O
回答下列问题：
（1）碳酸氢铵与饱和食盐水反应，能析出碳酸氢钠晶体的原因是______（填字母标号）．
a．碳酸氢钠难溶于水 b．碳酸氢钠受热易分解 c．碳酸氢钠的溶解度相对较小，所以在溶液中首先结晶析出
（2）某探究活动小组根据上述制碱原理，进行碳酸氢钠的制备实验，同学们按各自设计的方案实验．
①一位同学将二氧化碳气体通入含氨的饱和食盐水中制备碳酸氢钠，实验装置如下图所示（图中夹持、固定用的仪器未画出）．

试回答下列有关问题：
（Ⅰ）乙装置中的试剂是饱和的碳酸氢钠溶液，作用是______；
（Ⅱ）丁装置中稀硫酸的作用是______；
（Ⅲ）实验结束后，分离出NaHCO₃晶体的操作是______（填分离操作的名称）．
②另一位同学用图中戊装置（其它装置未画出）进行实验．
（Ⅰ）实验时，须先从______管通入______气体；
（Ⅱ）有同学建议在戊装置的b管下端连接己装置，理由是______；
（3）请你再写出一种实验室制取少量碳酸氢钠的方法：______．
（4）“纯碱中常常会混有少量氯化钠．”某研究性学习小组以一包纯碱（只考虑含氯化钠）为研究对象，探究纯碱样品中碳酸钠的含量．
【实验设计】
甲方案
Ⅰ．设计思路：根据样品与氯化钙溶液反应生成沉淀碳酸钙的质量，求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
Ⅱ．操作步骤：称取13.25g纯碱样品，加入过量的氯化钙溶液，充分搅拌．过滤、洗涤、干燥，得到的白色沉淀10.00g．
Ⅲ．数据处理：请根据上述实验数据，计算该样品中碳酸钠的质量分数．
计算过程：
______

乙方案
I．设计思路：根据样品（质量为a g）与稀硫酸完全反应生成二氧化碳的质量（质量为b g），求出碳酸钠的质量，再计算样品中碳酸钠的质量分数．
II．实验结论：
（1）当a、b的质量关系满足______（填写含a、b字母的表达式，下同）时，纯碱样品中只含有碳酸钠，样品中碳酸钠的质量分数是100%．
（2）当a、b的质量关系满足______时，纯碱样品室有碳酸钠和少量氯化钠组成的混合物，样品中碳酸钠的质量分数是______．
【实验评价】
误差分析：
（一）甲方案中，白色沉淀的质量在过滤、干燥等操作过程中会有所损耗，造成计算结果与实际值相比偏小．如果将氯化钙溶液换成氯化钡溶液，则可以使误差减小，理由是______．
（二）乙方案中，有部分生成的二氧化碳气体因溶解于水而没有全部逸出，造成计算结果与实际值相比______（填“偏大”、“偏小”、或“不变”）．