Question

14．如图是实验室制取气体常见的装置，回答有关问题．

①写出编号仪器的名称：a．试管；
写出实验室用A装置制氧气的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
②下列四种途径都可以得到二氧化碳：

Ⅰ．写出甲途径生成二氧化碳的化学方程式CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑，把产生的二氧化碳通入紫色石蕊试液中，溶液呈红色．
Ⅱ．甲乙途径都能用石灰石生成二氧化碳，主要因为这种原料含有碳、氧元素，而且来源非常广泛．实验室不用丙丁途径制取二氧化碳的主要理由是得到的二氧化碳纯度不高．
Ⅲ．写出实验室用乙途径制取二氧化碳，且能控制反应的发生和停止的装置组合（填序号）BF．
③乙途径中用12.5g石灰石（纯度为80%）与73g未知浓度的盐酸溶液，恰好完全反应．求：
Ⅰ．石灰石中碳酸钙物质的量是0.1mol．
Ⅱ．该盐酸溶液的溶质质量分数．（根据化学方程式列式计算）10%．

Answer 1

分析 ①根据实验室常用仪器解答；根据A装置适用于固体和液体常温反应制取气体，可以用过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气解答；
②Ⅰ．根据高温煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳解答；根据二氧化碳和水反应，生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红解答；
Ⅱ．根据质量守恒定律解答；
Ⅲ．根据实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸常温反应，可用此发生装置，二氧化碳密度比空气大且能溶于水，可用此收集装置解答；
③根据化学方程式和二氧化碳的质量计算参加反应的盐酸的质量，然后计算盐酸的溶质质量分数．

解答 解：
①根据实验室常用仪器可知：a试管；A装置适用于固体和液体常温反应制取气体，可以用过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气，反应的化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
②Ⅰ．高温煅烧石灰石生成氧化钙和二氧化碳，甲途径生成二氧化碳的化学方程式为：CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；把产生的二氧化碳通入紫色石蕊试液中，据二氧化碳和水反应，生成碳酸，碳酸能使紫色石蕊试液变红；
Ⅱ．甲乙途径都能用石灰石生成二氧化碳，主要因为这种原料含有碳、氧元素，实验室不用丙丁途径制取二氧化碳的主要理由是得到的二氧化碳纯度不高；
Ⅲ．实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸常温反应，可用B发生装置，二氧化碳密度比空气大且能溶于水，可用F收集装置，实验室用乙途径制取二氧化碳，且能控制反应的发生和停止的装置组合BF；
③12.5g石灰石（纯度为80%）中碳酸钙的质量为：12.5g×80%=10g，
石灰石中碳酸钙物质的量是：$\frac{10g}{100g/mol}$=0.1mol；
设参加反应的盐酸中溶质质量为x
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100           73            
10g              x     
$\frac{100}{10g}=\frac{73}{x}$
x=7.3g               
该盐酸溶液的溶质质量分数=$\frac{7.3g}{73g}×$100%=10%
答案：①试管；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
Ⅰ． CaCO₃$\frac{\underline{\;高温\;}}{\;}$CaO+CO₂↑；  红；          
Ⅱ．碳、氧元素；得到的二氧化碳纯度不高；
Ⅲ．B、F；                   
③0.1mol；10%．

点评 了解发生和收集装置的选取方法，及实验室制取氧气、二氧化碳的方法，才能结合题意灵活分析解答．据化学方程式进行计算时，只能使用纯净物的质量进行计算，而不能把混合物的质量直接代入化学方程式进行计算．