题目内容
9.根据图1所给的仪器,回答问题:(1)用B、D和G(选填字母)可组装成一套实验室制取氧气的发生装置,使用该套装置制取气体的突出优点是可以控制反应的速率,用该装置制取氧气的化学方程式为2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑.
(2)装配氯酸钾制备O2的发生装置需要用到的仪器有ABFH(选填字母).
(3)实验室制备CO2时,要求能随时控制反应进行或停止,图1的发生装置正确且符合要求的是bcd(选填字母);如图2所示,装置e中小试管起到节约液体药品和液封的作用.
(4)如图3所示,用大理石和浓盐酸制取CO2时,为了得到纯净、干燥的CO2,某同学在发生装置后连续接了两个甲装置,再连接乙进行收集.第一个甲装置内为足量的饱和碳酸氢钠溶液,则第一个甲装置的作用是除去杂质氯化氢气体,第二个甲装置应该注入足量的浓硫酸;用乙装置收集二氧化碳时,气体应从g(选填“f”或“g”)端进入.
分析 制取装置包括加热和不需加热两种,如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热.氧气的密度比空气的密度大,不易溶于水,因此能用向上排空气法和排水法收集.实验室制取CO2,是在常温下,用大理石或石灰石和稀盐酸制取的,碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳,因此不需要加热.二氧化碳能溶于水,密度比空气的密度大,因此只能用向上排空气法收集.如图2所示,装置e中小试管起到节约液体药品和液封的作用;如图3所示,用大理石和浓盐酸制取CO2时,为了得到纯净、干燥的CO2,某同学在发生装置后连续接了两个甲装置,再连接乙进行收集.第一个甲装置内为足量的饱和碳酸氢钠溶液,则第一个甲装置的作用是除去杂质氯化氢气体,第二个甲装置应该注入足量的浓硫酸,起干燥作用;用乙装置收集二氧化碳时,气体应从短管进入,因为二氧化碳的密度比空气大.
解答 解:(1)用B、D和G可组装成一套实验室制取氧气的发生装置,使用该套装置制取气体的突出优点是可以控制反应的速率,过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,要注意配平;故答案为:G 可以控制反应的速率 2H2O2$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H2O+O2↑
(2)如果用氯酸钾制氧气就需要加热,装配氯酸钾制备O2的发生装置需要用到的仪器有:ABFH;故答案为:ABFH
(3)实验室制备CO2时,要求能随时控制反应进行或停止,图1的发生装置正确且符合要求的是:bcd;如图2所示,装置e中小试管起到节约液体药品和液封的作用;故答案为:bcd 液封
(4)如图3所示,用大理石和浓盐酸制取CO2时,为了得到纯净、干燥的CO2,某同学在发生装置后连续接了两个甲装置,再连接乙进行收集.第一个甲装置内为足量的饱和碳酸氢钠溶液,则第一个甲装置的作用是除去杂质氯化氢气体,第二个甲装置应该注入足量的浓硫酸,起干燥作用;用乙装置收集二氧化碳时,气体应从短管进入,因为二氧化碳的密度比空气大,故答案为:除去杂质氯化氢气体 浓硫酸 g
点评 本考点主要考查了仪器的选择、气体的制取装置和收集装置的选择,同时也考查了化学方程式的书写,综合性比较强.气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关;气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关.本考点是中考的重要考点之一,主要出现在实验题中.
| A. | 倾倒液体 | B. | 闻气体气味 | C. | 读液体体积 | D. | 稀释浓硫酸 |
| A. | 公路上大雾弥漫 | B. | 花棚里香气扑鼻 | ||
| C. | 湖面上柳絮飘扬 | D. | 氧气被压缩进钢瓶 |
| A. | FeSO4溶液、Zn、Cu | B. | ZnSO4溶液、稀盐酸溶液、Fe、Cu | ||
| C. | ZnSO4溶液、FeSO4溶液、Cu | D. | ZnCl2溶液、CuCl2溶液、Fe |
【提出问题】硫酸铜溶液是不是此反应的催化剂?硫酸铜溶液的体积对此实验有影响吗?
【设计并实验】室温下,小明将过量、表面积相同已打磨的铝片分别加入到6份30mL10%稀盐酸中,并在每份中加入不同体积的硫酸铜饱和溶液,记录获得相同体积氢气的时间,从而确定产生氢气的速率.
| 实验混合溶液 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 |
| 饱和CuSO4溶液/mL | 0 | 0.5 | 2.5 | 5 | 10 | 20 |
| 水/mL | 20 | 19.5 | 17.5 | V | 10 | 0 |
(2)写出铝和稀盐酸反应的化学方程式:2Al+6HCl═2AlCl3+3H2↑.
(3)定量收集氢气体积可用如图c(填写字母序号)装置.
【实验现象】随着硫酸铜溶液体积的增加,产生氢气的速率先加快后明显减慢,且铝片表面附着的红色物质逐渐增加.
【结论与解释】
(4)随着硫酸铜溶液体积的增加,反应速率明显变慢可能的原因是部分铝和硫酸铜溶液发生了置换反应.
(5)根据实验现象小明认为硫酸铜溶液不是此反应的催化剂,其原因是硫酸铜质量发生了改变且和铝发生了反应.
【实验反思】加速铝和稀盐酸反应速率还可以采取的措施是提高温度,增大盐酸浓度等(写出一点).
【实验拓展】根据上述实验,小明认为是盐中的金属离子影响了铝和稀盐酸的反应速率;为了研究不同金属离子对反应的影响,小明同学继续实验,取过量表面积相同的铝片和30mL10%稀盐酸混合后加入不同的盐溶液,实验现象如表(加号越多,代表反应速率越快):
| 实验1 | 实验2 | 实验3 | 实验4 | 实验5 | |
| 加入试剂0.5mL | 水 | 5%NaCl溶液 | 5%Mg2(NO)3溶液 | 5%FeSO4溶液 | 5%CuSO4溶液 |
| 产生气泡速率 | + | + | + | ++ | +++ |
(7)上述实验设计存有缺陷,该缺陷是;改进实验后,仍符合上表中的实验现象,可得到的结论是:
①Na+、Mg2+对实验效果没有明显效果;
②Fe2+、Cu2+能加快铝和稀盐酸反应的速率,且Cu2+效果最好.
(一)回顾实验室制取二氧化碳气体过程中,回答下列问题:
(1)实验室制取二氧化碳气体选用稀盐酸,而不选用浓盐酸,是因为浓盐酸具有挥发性,否则会造成制取的二氧化碳气体不纯.
(2)大理石与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑.
(二)实验室制取二氧化碳通常不选用大理石与稀硫酸反应.为此,该小组同学以影响大理石与稀硫酸反应的因素为研究课题进行探究.
【因素一】硫酸钙的溶解性对反应的影响
同学们查阅硫酸钙在不同温度下的溶解度如表一:
| 温度/℃ | 10 | 20 | 30 | 40 |
| 溶解度/g | 0.244 | 0.255 | 0.264 | 0.265 |
操作:在28℃时,用装有5mL硫酸溶液的注射器向盛有1g直径为2mm大理
石的大试管中注入硫酸,记录15分钟内生成气体的体积,见表二:
| 试管编号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 硫酸浓度(%) | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 |
| 气体体积/mL | 35 | 47 | 55 | 51 | 42 |
操作:往盛有1g直径为2mm大理石的大试管中分别加入5mL相同合适浓度、
不同温度的硫酸溶液,观察反应的情况,记录如表三:
| 试管编号 | A | B | C | D | E |
| 温度/℃ | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 |
| 现象和 比较 | 有少量气泡 | 气泡比A号试管多 | 气泡明显比B号试管多 | 大量气泡产生,与常温用盐酸反应相似 | 反应非常激烈,迅速产生大量气体 |
(3)利用表一提供的数据,实验室不选用稀硫酸制取CO2的原因:反应生成的硫酸钙微溶物覆盖在固体的表面,阻碍了大理石与稀硫酸的接触,反应速率逐渐减慢甚至停止.
(4)硫酸与大理石反应,在28℃时,选用硫酸的浓度最合适为25%.
(5)另取一支盛有1g直径为2mm大理石的大试管,注入40%的硫酸5mL,15分钟内生成气体的体积<(填“>”或“<”)42mL.
(6)在合适的硫酸浓度下,应选择最合适的反应温度为70℃.
(7)你认为影响该反应速率的因素还可能有碳酸钙颗粒大小,请设计实验方案验证你的猜想分别取1g块状大理石和粉末状大理石于两支试管中,分别加入5mL25%的稀硫酸,比较产生气泡快慢.
| A. | ①②是事实,③④是推论 | B. | ①②④是事实,③是推论 | ||
| C. | ①是事实,②③④是推论 | D. | ③④是事实,①②是推论 |