Question

3．如图是实验室常用的制取气体的发生装置和收集装置，根据题目要求任选一种（用序号填空）．

制取的气体	气体的发生装置	收集气体的装置	反应的化学方程式
（较纯）氧气
（较纯）氢气
二氧化碳

（1）气密性良好的B装置，往长颈漏斗中加入液体，长颈漏斗的口必须浸没在液面以下；原因是防止气体从长颈漏斗逸出．
（2）已知石灰石的主要成分是碳酸钙，请计算后写出：
①碳酸钙中钙元素的质量分数为40%
②l0g碳酸钙中所含钙元素的质量为4g
③碳酸钙中各元素的质量比为：10：3：12
④在含有氢氧化钙l4.8g的石灰水里，至少通人质量为多少克的二氧化碳气体，才能使氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀？（要求计算过程!）

Answer 1

分析 氯酸钾在二氧化锰的催化作用下，受热分解生成氯化钾和氧气；
通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；                                                       
氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水；
通常情况下，锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气，氢气难溶于水，密度比空气小；
实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；                                                                 
二氧化碳能够溶于水，密度比空气大；
为了防止气体从长颈漏斗逸出，长颈漏斗末端应该浸没在液面以下；
根据碳酸钙的化学式可以进行相关方面的计算；
二氧化碳能和氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水，根据氢氧化钙质量可以计算二氧化碳的质量．

解答 解：利用氯酸钾和二氧化锰可以制取氧气，反应需要加热，应该用A装置作为发生装置；
利用过氧化氢和二氧化锰可以制取氧气，反应不需要加热，应该用B装置作为发生装置；
因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用D装置收集，氧气不易溶于水，可以用排水法收集，即用C装置收集，用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净；
利用锌和稀硫酸可以制取氢气，反应不需要加热，应该用B装置作为发生装置；
因为氢气的密度比空气小，可以用向下排空气法收集，即用E装置收集，氢气不溶于水，可以用排水法收集，即用C装置收集，用排水法收集的氢气比用排空气法收集的氢气纯净；
利用碳酸钙和稀盐酸制取二氧化碳不需要加热，应该用B装置作为发生装置；
二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用D装置收集；
填表如下所示：

制取的气体	气体的发生装置	收集气体的装置	反应的化学方程式
（较纯）氧气	A或B	C	2KClO3$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O2↑ 或2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑
（较纯）氢气	B	C	Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
二氧化碳	B	D	CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑

（1）气密性良好的B装置，往长颈漏斗中加入液体，长颈漏斗的口必须浸没在液面以下，原因是防止气体从长颈漏斗逸出．
故填：浸没在液面以下；防止气体从长颈漏斗逸出．
（2）已知石灰石的主要成分是碳酸钙，碳酸钙的化学式是CaCO₃，
①碳酸钙中钙元素的质量分数为：$\frac{40}{100}$×100%=40%．
故填：40%．
②l0g碳酸钙中所含钙元素的质量为：10g×40%=4g．
故填：4g．
③碳酸钙中各元素的质量比为：40：12：48=10：3：12．
故填：10：3：12．
④设需要二氧化碳质量为x，
Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O，
   74     44
  14.8g   x
$\frac{74}{14.8g}$=$\frac{44}{x}$，
x=8.8g，
答：在含有氢氧化钙l4.8g的石灰水里，至少通人8.8g的二氧化碳气体，才能使氢氧化钙全部转化为碳酸钙沉淀．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．