题目内容
3.根据图1回答问题:(1)写出图中标号仪器名称:①酒精灯;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气应选用的装置是AD(或AF)(填序号,下同),检验装置气密性时,除了用手紧握的方法外,还可以采用的方法是用热毛巾捂住试管(合理均可);
(3)实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取少量氨气,为了得到平稳的氨气流,应选择的发生装置是C;
(4)用G装置做硫在氧气中燃烧实验(提示:NaOH溶液可吸收反应生成的二氧化硫气体),燃烧结束后取出燃烧匙,立即用玻璃片盖住瓶口并振荡,若将集气瓶倒转,发现玻璃片被“吸住”而不掉下来(如2图甲),其原因是SO2与NaOH溶液反应,导致瓶内气压减小,外界大气压将玻璃片“托住”;
(5)为完成上述实验,用10mL量筒量取6mL氢氧化钠溶液,读数时量筒内的液体凹液面最低处应与图2乙中a(填“a”或“b”)处刻度线保持水平.
分析 (1)根据常见的仪器回答;
(2)根据发生装置的选择条件进行判断,根据高锰酸钾分解的反应原理书写化学方程式;根据气密性检验的原理分析.
(3)制取装置包括加热和不需加热两种,实验室可用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取少量氨气,因此不需要加热;
(4)用G装置做硫在氧气中燃烧实验,燃烧结束后立即用玻璃片盖住瓶口并振荡,若将集气瓶倒转,发现玻璃片被“吸住”而掉不下来,其原因是:氢氧化钠溶液吸收了生成的二氧化硫气体,瓶内压强变小;
(5)根据量筒的示数是上大下小进行分析.
解答 解:(1)根据图可知该装置是酒精灯;
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气,发生装置属于“固体加热型”制气体,故选A,氧气密度比空气大、不易溶于水,所以可用向上排空气法或排水法收集;装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与附设的液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏.故检验装置的气密性时,除了用手紧握的方法外,还可以用热毛巾捂住试管等方法;
(3)用氧化钙固体与浓氨水在常温下混合制取少量氨气,属于固液常温型,为了得到平稳的氨气流,应控制反应物的量或反应物的浓度,而D中的分液漏斗可逐滴滴加液体,控制反应物的量,从而达到实验目的;
(4)玻璃片被“吸住”而不掉下来,其原因是:二氧化硫与氢氧化钠反应,导致集气瓶内的气压减小,外界大气压将玻璃片“托住”;
(5)量筒的示数是上大下小,所以读数时量筒内的液体凹液面最低处应与A图中a处的刻度线保持水平;
故答案为:(1)酒精灯;
(2)AD(或AF);用热毛巾捂住试管(合理均可);
(3)C;
(4)SO2与NaOH溶液反应,导致瓶内气压减小,外界大气压将玻璃片“托住”;
(5)a.
点评 本题考查了常见气体的制取装置、收集方法等的选择、装置气密性的检查及氧气的性质,并在此基础上进行拓展,关键是明确发生装置、收集方法选择的依据及物理与化学相关的知识.
[提出问题]二氧化碳能溶于水真的不能用排水法收集二氧化碳了吗?
[设计实验]
利用如图1的实验装置,制备并收集二氧化碳.选用同批次的颗粒状和块状大理石,分别与10%、7.5%、5%、2.5%、1%的稀盐酸(每次用量均为70ml)进行实验.每一组实验产生的二氧化碳采用连续收集的方法,即收集完第1瓶马上开始收集第2瓶…顺次完成直到不再生成二氧化碳为止,并记录收集满每一瓶二氧化碳的所用时间,如表1.
表1 连续收集二氧化碳时各瓶所用的时间
| 瓶子序号 石灰石的形状 盐酸的浓度/% | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | |
| 10 | 颗粒 | 9 | 8 | 9 | 12 | 14 | 20 | 19 | 21 | 30 | 195 | - |
| 块状 | 12 | 12 | 16 | 19 | 22 | 24 | 37 | 56 | 177 | - | ||
| 7.6 | 颗粒 | 13 | 11 | 12 | 15 | 17 | 26 | 55 | 55 | 153 | - | |
| 块状 | 15 | 13 | 15 | 17 | 21 | 23 | 32 | 55 | 119 | - | ||
| 5 | 颗粒 | 14 | 18 | 18 | 32 | 63 | - | |||||
| 块状 | 20 | 31 | 59 | - | ||||||||
| 2.5 | 颗粒 | 43 | - | |||||||||
| 块状 | 46 | 61 | - | |||||||||
| 1 | 颗粒 | - | ||||||||||
| 块状 | - | |||||||||||
选择气体的收集方法还要考虑气体的收集率的问题,即:$\frac{实际收集的气体总体积}{理论计算的产生气体的总体积}$×100%
由此将表1中部分数据进行整理得到表2.
表2 排水法收集二氧化碳的收集率
| 盐酸浓度/% | 10 | 7.5 | 5 | |||
| 石灰石形状 | 颗粒 | 块状 | 颗粒 | 块状 | 颗粒 | 块状 |
| 理论计算的产生气体总体积/mL | 2241 | 1649 | 1099 | |||
| 实际收集的气体总体积/mL | 1450 | 1305 | 1305 | 1305 | 725 | 435 |
| 收集率/% | 65 | 58 | 79 | 79 | 66 | 40 |
[设计实验]利用浓度传感器,将第一步实验中“7.5%的盐酸与块状石灰石”的一组实验中第1、2、3、4号集气瓶进行测定,并将二氧化碳的浓度记录在表3中.
| 瓶序 | 1 | 2 | 3 | 4 |
| CO2的浓度/% | 52.6 | 85.2 | 92.3 | 93.6 |
(1)图1的锥形瓶内所发生的化学反应的方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;
(2)制备二氧化碳时选择浓度为7.5% 的盐酸最为适宜;当选用适当浓度的盐酸后,石灰石的形状对制备并收集二氧化碳无(填“有”或“无”)显著影响.
(3)若要收集得到浓度比较高(80%以上)的二氧化碳,对收集的时机你有怎样的建议:反应一段时间后再收集.
(4)依据探究过程说一说实验室制取二氧化碳时能不能选用排水集气法呢?说明理由只要选用适当的浓度的稀盐酸在适当时机收集即可.
| A. | 原子在化学变化中是可以再分的 | |
| B. | 化学反应前后元素的种类、原子的数目不变 | |
| C. | 在化学变化中分子分解为原子,原子又重新组合成新的分子 | |
| D. | 参加化学反应的各物质的质量总和等于反应后生成的各物质的质量总和 |
| A. | 用托盘天平称取10.0 g 氢氧化钠 | |
| B. | 氢氧化钠易潮解,应放在玻璃器皿中称量 | |
| C. | 实验中用到的玻璃仪器只有烧杯和量筒 | |
| D. | 将配好的溶液装入试剂瓶中,塞好瓶塞并贴上标签 |
| A. | 80g | B. | 40g | C. | 20g | D. | 12g |