Question

5．根据如图所示装置回答问题：

（1）写出下列仪器的名称：①试管②集气瓶．
（2）实验室若用B装置来制取二氧化碳，应往长颈漏斗中入稀盐酸，若用G装置来收集二氧化碳，二氧化碳应从a进入（选“a”或“b”）．如果选择装置C制取二氧化碳，与B装置相比，其优点是：可以控制反应的发生和停止．
（3）用不加催化剂的方法制取氧气，选择的发生装置是A，反应的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；若选择G装置（事先装满水）收集氧气，则氧气应从b通入（选“a”或“b”）．
（4）某化学兴趣小组欲测定一块石灰石样品中碳酸钙的质量分数（假设样品中的杂质不溶于水也不与盐酸反应）．将15.0g石灰石样品放入烧杯中，再取100g稀盐酸分4次加入烧杯中，每次均充分反应．实验数据记录如下：

次 数	第1次	第2次	第3次	第4次
加入稀盐酸质量/g	25	25	25	25
反应后烧杯中物质的总质量/g	m	61.4	85.6	110.6

试计算：
①生成二氧化碳的总质量4.4g
②第1次加入稀盐酸充分反应后，烧杯中物质的总质量m为38.2
③该石灰石样品中碳酸钙的质量分数（写出计算过程）．

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制取二氧化碳时，应往长颈漏斗中入稀盐酸，二氧化碳密度比空气大，选择装置C制取二氧化碳，与B装置相比，其优点是：可以控制反应的发生和停止进行分析；
（3）根据实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，氧气密度比水小，不易溶于水进行分析：
（4）①根据这质量守恒定律计算生成二氧化碳的质量；
②根据通过表中数据可知，第三次加入稀盐酸后，反应后烧杯中物质的总质量仍然减少，说明第1、2次反应中，碳酸钙足量，与稀盐酸反应生成的二氧化碳质量相等，第1、2次生成的二氧化碳质量为：15.0g+50g-61.4g=3.6g，每次生成的二氧化碳质量为1.8g，所以m的值是：25g+15g-1.8g=38.2g进行分析；
③根据化学方程式和题中的数据进行计算．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，①是试管，②是集气瓶；
（2）碳酸钙和盐酸反应制取二氧化碳时，应往长颈漏斗中入稀盐酸，二氧化碳密度比空气大，所以用G装置来收集二氧化碳，二氧化碳应从a进入，选择装置C制取二氧化碳，与B装置相比，其优点是：可以控制反应的发生和停止；
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的反应物是固体，反应条件是加热，所以选择的发生装置是A，高锰酸钾在加热的条件下生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，氧气密度比水小，不易溶于水，所以选择G装置（事先装满水）收集氧气，则氧气应从b通入；
（4）①生成二氧化碳的质量为：15g+100g-110.6g=4.4g；
②通过表中数据可知，第三次加入稀盐酸后，反应后烧杯中物质的总质量仍然减少，说明第1、2次反应中，碳酸钙足量，与稀盐酸反应生成的二氧化碳质量相等，第1、2次生成的二氧化碳质量为：15.0g+50g-61.4g=3.6g，每次生成的二氧化碳质量为1.8g，所以m的值是：25g+15g-1.8g=38.2g；
③设碳酸钙的质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                  44
x                    4.4g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10g
碳酸钙的质量分数为：$\frac{10g}{15g}$×100%=66.7%．
故答案为：（1）试管，集气瓶；
（2）稀盐酸，a，可以控制反应的发生和停止；
（3）A，2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，b；
（4）①4.4；
②m=38.2；
③石灰石样品中碳酸钙的质量分数为66.7%．

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．