Question

3．下列为实验室常用的实验装置，回答问题：
（1）写出带有标号仪器的名称：①铁架台；②集气瓶．
（2）实验室常用稀盐酸和石灰石反应制CO₂，该反应的化学方程式为：2HCl+CaCO₃═CO₂↑+CaCl₂+H₂O．此外，也可用加热碳酸氢钠（NaHCO₃）固体（产物为碳酸钠、二氧化碳、水）来制取CO₂，应选用的发生装置为A，收集装置只能用为D的原因：CO₂密度比空气大且能溶于水．
（3）如图所示装置可用来测量生成的CO₂的体积，其中在水面上放一层植物油的目的是防止CO₂溶于水，植物油上方原有的空气对实验结果无（填“有”或“无”）明显影响．
（4）实验室常用锌和稀硫酸制氢气，现有6.5g锌和100g一定质量分数的稀硫酸恰好完全反应，求稀硫酸中溶质的质量分数？

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析；
（2）根据碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，碳酸氢钠制取二氧化碳的反应物是固体，反应条件是加热，D装置收集二氧化碳的方法是向上排空气法进行分析；
（3）根据实验目的及二氧化碳的水溶性进行分析植物油的作用，根据排水法测气体的体积的原理判断空气的影响；
（4）根据锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，依据题中的数据进行分析．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是铁架台，②是集气瓶；
（2）碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：2HCl+CaCO₃═CO₂↑+CaCl₂+H₂O，碳酸氢钠制取二氧化碳的反应物是固体，反应条件是加热，D装置收集二氧化碳的方法是向上排空气法，所以加热碳酸氢钠（NaHCO₃）固体来制取CO₂，应选用的发生装置为A，收集装置只能用为D的原因是：CO₂密度比空气大且能溶于水；
（3）图F是采用排水法测二氧化碳的体积，用量筒测量水的体积从而测二氧化碳的体积；二氧化碳能溶于水，所以要在水的上方放一层植物油，防止二氧化碳溶于水．排水法测气体体积的原理是利用排出水的体积和进入装置中的气体的体积相等的原理进行的，所以在没有二氧化碳生成时，盛水的集气瓶中压强和外界大气压是相等，当有二氧化碳气体生成时，集气瓶内气体压强增大，将水排出，所以油上方的空气对实验结果没有影响；
（4）设稀硫酸中溶质的质量分数为x
     Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑
     65      98
    6.5g  100g×x
    $\frac{65}{6.5g}$=$\frac{98}{100g×x}$
     x=9.8%．
故答案为：（1）铁架台，集气瓶；
（2）2HCl+CaCO₃═CO₂↑+CaCl₂+H₂O，A，CO₂密度比空气大且能溶于水；
（3）防止CO₂溶于水，无；
（4）9.8%．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．