Question

10．实验室常用图1装置制取气体，请你根据所学知识回答下列问题．
（1）仪器a的名称是酒精灯，a应在固定试管之前（选填“前”或“后”）放置．
（2）实验室制取氧气时，常用A装置制取并在试管口塞一团棉花，其化学反应方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；若选用B装置制取，其化学反应方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．选用的收集装置是C（填字母序号）若改用如图2装置收集气体，则气体应从b进（填“a”或“b”）
（3）甲同学在实验室制取二氧化碳的研究中，进行了如下实验：

药品实验编号	甲	乙	丙	丁
大理石	mg，块状	mg，块状	mg，粉末状	mg，粉末状
盐酸（过量）	wg，稀盐酸	wg，浓盐酸	wg，稀盐酸	wg，浓盐酸

Ⅰ．上述实验中反映的化学方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O．
Ⅱ．若要研究盐酸浓度大小对反应的影响，可选择实验甲与乙对照（选填实验编号）．
Ⅲ．除盐酸的浓度外，上述实验研究的另一个影响反应的因素是固体反应物的颗粒大小（或反应物的接触面积）；．
Ⅳ．研究发现酸的浓度越大，产生的气体的速度越快，与甲比较，对丁分析正确的是AB
A．反应更为剧烈                B．最终剩余溶液的质量更小
C．产生的二氧化碳的质量更大      D．粉末状大理石利用率更高
（4）乙同学也取了一定浓度的盐酸与石灰石反应制取气体，并将生成的气体通入澄清石灰水中，未见变浑浊．为探究其原因，进行了如下过程：
【作出猜想】
A．石灰水已经完全变质；  B．气体中有挥发出来的HCl气体．
【实验探究】
①取少量石灰水于试管中，并向试管中滴加几滴无色酚酞试液，振荡，观察到溶液变红色．于是排除了猜想A，你认为排除猜想A的理由是酚酞试液变红，说明溶液中存在碱性物质Ca（OH）₂．
②乙同学想探究所得气体中是否有挥发出来的HCl气体，设计如下实验．请你帮他完成实验，填写以下表格：

实验步骤	实验现象	实验结论
将生成的气体通入AgNO3溶液中	产生白色沉淀	气体中有HCl

【查阅资料】
碳酸钠溶液中通入二氧化碳发生反应：Na₂CO₃+CO₂+H₂O=2NaHCO₃
【拓展延伸】
如果用上述原料制得纯净的二氧化碳气体，所选仪器的连接顺序为BHEC（填字母）．

Answer 1

分析 （1）根据实验室常用仪器的名称和连接仪器 的顺序进行分析；
（2）A装置制取并在试管口塞一团棉花，说明是用加热高锰酸钾的方法制取氧气，据反应原理书写方程式，B装置属于固液常温型，用过氧化氢制取氧气可用此发生装置，据反应原理书写方程式；并根据氧气的密度比空气大，不易溶于水，氧气密度比水小进行分析；
（3）大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；根据实验数据分析比较解答；
（4）【实验探究】①根据碱能使酚酞变红色进行分析；
②根据氯离子和银离子会生成氯化银沉淀进行分析；
【拓展延伸】根据实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件生成物，生成的二氧化碳中含有氯化氢气体、水蒸气，需要先用碳酸氢钠溶液将氯化氢除去，再用浓硫酸干燥，然后用向上排空气法收集二氧化碳进行分析．

解答 解：（1）通过分析题中所指仪器的作用可知，a是酒精灯，连接仪器时应该按照从下到上的顺序，所以酒精灯应在固定试管之前放置；
（2）A装置制取并在试管口塞一团棉花，说明是用加热高锰酸钾的方法制取氧气，反应的化学方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，B装置属于固液常温型，用过氧化氢制取氧气可用此发生装置，反应的化学方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；氧气的密度比空气大，不易溶于水，所以收集氧气可以用排水法和向上排空气法进行收集，选用的收集装置是C，氧气密度比水小，所以改用图2装置收集氧气，则气体应从b进入；
（3）Ⅰ、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：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
Ⅱ、对比实验数据可见，甲和乙均为mg块状大理石，wg盐酸，但是盐酸的浓度不同；
Ⅲ、甲和丙对比，乙和丁对比可知，实验研究的另一个影响反应的因素是固体反应物的颗粒大小（或反应物的接触面积）；故填：
Ⅳ、甲和丁对比可知，丁中反应之间的接触面积大，盐酸浓度大，所以反应的速率更快；
丁为浓盐酸，具有挥发性，所以溶液的质量更小；
因为并不知道大理石与盐酸是否完全反应还是哪一种物质有剩余，故无法判断产生二氧化碳的质量粉末状大理石利用率．
故填：ab；
（4）【实验探究】①碱能使酚酞变红色，所以排除猜想A的理由是：酚酞试液变红，说明溶液中存在碱性物质Ca（OH）₂；
②氯离子和银离子会生成氯化银沉淀，氯化氢溶于水形成盐酸，所以

实验步骤	实验现象	实验结论
将生成的气体通入AgNO3 溶液中	产生白色沉淀	气体中有HCl

【拓展延伸】实验室制取二氧化碳的反应物是固体和液体，反应条件生成物，生成的二氧化碳中含有氯化氢气体、水蒸气，需要先用碳酸氢钠溶液将氯化氢除去，再用浓硫酸干燥，然后用向上排空气法收集二氧化碳，所选仪器的连接顺序为BHEC；
故答案为：（1）酒精灯；前；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；C，b；
（3）Ⅰ、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
Ⅱ、乙；
Ⅲ、固体反应物的颗粒大小（或反应物的接触面积）；
Ⅳ、AB；
（4）【实验探究】①酚酞试液变红，说明溶液中存在碱性物质Ca（OH）₂；
②

实验步骤	实验现象	实验结论
将生成的气体通入AgNO3 溶液中	产生白色沉淀	气体中有HCl

【拓展延伸】BHEC．

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，对影响实验速率的因素的探究、化学方程式的书写以及仪器的组装，对气体的检验等知识，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，是一道不错的综合题．