Question

3．化学是一门以实验为基础的学科，正确认识和使用实验装置进行实验是我们学习的一项重要内容．
（1）如图1是初中化学部分重要的实验或实验装置．请按要求填空：

①A实验玻璃管②中产生的气体是氢气；
②B实验如果实验数据小于21%，可能原因是铜的量不足等 （写出一点）；
③C实验说明二氧化碳具有的物理性质是密度大于空气；
④写出用D装置制取一种气体的化学方程式CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）老师为同学们提供了如图2实验装置：

①写出带有标号的仪器名称：a试管；b集气瓶．
②验室制取CO₂应选用的发生装置是B（填选项字母，下同），收集装置是E．
③小伟设计了如图3所示的装置进行实验（固定装置已略去，且石灰石中杂质不反应），观察到乙试管中紫色石蕊溶液变红，请写出二种可能使其变红的原因．二氧化碳与水反应生成碳酸使紫色石蕊试液变红，浓盐酸挥发产生的氯化氢气体溶于水形成盐酸使紫色石蕊试液变红．
（3）图4所示装置有多种用途，利用其进行相关实验．①检查装置气密性：关闭止水夹，从a处通入空气，观察到b管中液面升高到一定高度后保持不变，说明装置气密性良好．
②除杂：打开止水夹，从a处缓慢通入O₂和CO₂的混合气，瓶中液体无明显变化，在c处得到较纯的O₂．瓶中盛放的试剂是NaOH溶液．
③获得稳定气流：打开止水夹，从a处通入不稳定的氧气流在c处获得较为稳定的气流，此时观察到的现象是b管中液面上下移动．
④防止爆炸：气囊中有遇明火能爆炸的H₂和O₂混合气．将气囊与a处相连，在c处连接尖嘴管，打开止水夹，通入混合气，在尖嘴处点燃气体，没有爆炸，原因是：①集气瓶中的水能降温和阻断燃烧；②b能调节装置内的压强．

Answer 1

分析 （1）①依据电解水时生成的氢气与氧气的体积大小分析即可；
②从测定空气中氧气的含量及操作中的注意事项分析导致氧气含量较实际值偏低的原因即可；
③从二氧化碳灭火的原理分析判断；
④根据D装置是固液制气的常见装置分析回答．
（2）①熟悉常见仪器的名称，
②根据反应物的状态和反应条件来选择制取装置，根据气体的性质来选择收集方法；
③根据反应的原理和浓盐酸的挥发性来分析．
（3）①根据在实验室中查气密性的方法进行分析；
②根据实验现象进行分析；
③根据气压知识进行分析；
④根据爆炸的原理和条件进行分析．

解答 解：（1）①电解水时生成的氢气与氧气的体积比是2：1，所以②中收集的应该是氢气；
②从测定空气中氧气的含量较实际值偏低的原因可能是：铜的量太少，氧气没完全反应或加热时间短，反应不充分；或装置漏气；或未冷却至室温就读数等；
③二氧化碳灭火的原理是不能燃烧，不支持燃烧，密度比空气大，由下面的蜡烛先熄灭，说明了二氧化碳的物理性质是密度大于空气；
④D装置是固液制气的常见装置，实验可用大理石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应的化学方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）①由装置可知标号仪器：a是试管；b是集气瓶；
②实验室制取CO₂用大理石和稀盐酸常温反应，属于固液常温型，故选发生装置B，二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，故用向上排空气法收集故选收集装置是E；
③紫色石蕊溶液变红的原因有两个：碳酸使紫色石蕊试液变红色；氯化氢气体与水形成盐酸，盐酸能使紫色石蕊试液变红色．
（3）①检验装置气密性：关闭止水夹，从a处通入空气，b管中的液面升高到一定高度后保持不变，则证明装置的气密性良好；
②除杂：打开止水夹，从a处缓慢通入O₂和CO₂的混合气，瓶中液体无明显变化，在c处得到较纯的O₂．说明瓶中盛放的试剂可以是NaOH溶液；
③获得稳定气流：打开止水夹，从a处通入不稳定的氧气流，在c处获得较为稳定的气流，由于瓶内气压不断变化，此时观察到的现象是b管中的液面上下移动；
④防止爆炸：气囊中有遇明火能爆炸的H₂和O₂混合气．将气囊与a处相连，在c处连接尖嘴管，打开止水夹，通入混合气，在尖嘴处点燃气体，没有爆炸，原因是：①集气瓶中的水能降温和阻断燃烧；②b管能调节装置内的压强不致过高．
故答为：（1）①氢气；　②铜的量不足等；③密度大于空气；④CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；（2）①试管，集气瓶；②B，E；③二氧化碳与水反应生成碳酸使紫色石蕊试液变红；浓盐酸挥发产生的氯化氢气体溶于水形成盐酸使紫色石蕊试液变红．（3）①b管中液面升高到一定高度后保持不变  ②NaOH溶液；b管中液面上下移动；④b管能调节装置内的压强．

点评 此题是一道多点知识考查题，题型基础涉及面较广，重点是对相关的基础性知识进行的考查，对强化学生基础有一定帮助．