Question

某兴趣小组利用下图装置探究制取气体的原理、方法及性质．结合装置图，回答问题：

（1）写出图中标号仪器的名称：a

长颈漏斗

，b

集气瓶

．
（2）实验室用排水法收集O₂，当看到

瓶口有气泡产生

时认为b中集满了O₂，后续操作是

在水下用玻璃片（粗糙一片）盖住瓶口

，然后将b从E中取出后正放于实验桌上，发现盖好的玻璃片很容易滑动，原因是

集气瓶内气压大于外界大气压

．
（3）如果改用F装置收集O₂，证明已经收集满O₂的方法是将

带火星

的木条放在

c

导管口（选“c”或“d”），观察是否复燃；
（4）在B中用块状石灰石与过量稀盐酸充分反应后，过滤反应后的混合物，并向40g滤液中逐滴滴入碳酸钠溶液，同时用pH数字探测仪连续监测，得到如下图图1的曲线：（已知：CaCl₂溶液呈中性）
①CD段所对应溶液中含有的阴离子主要是

CO₃^2ˉ、Clˉ

．
②BC段的反应生成了白色沉淀，写出该反应的化学方程式，并根据图2选择合适的数据计算所用碳酸钠溶液的溶质质量分数．（写出计算过程）

Answer 1

分析：（1）根据装置中所指定仪器的图示，写出该仪器的名称；
（2）实验室用排水法收集O₂，当看到瓶口有气泡产生时，说明水被排了了，气体收集满；为防止气体的溢出，应该在水下用玻璃片（粗糙一片）盖住瓶口；根据气压分析；
（3）验满氧气用带火星的木条，收集时根据氧气的密度比空气大，从长管进入，空气从短管排出；
（4）①根据盐酸过量，所以滤液中有盐酸和氯化钙，逐滴滴入碳酸钠，AB段是碳酸钠和过量的盐酸反应，BC段是碳酸钠和氯化钙反应产生碳酸钙沉淀，CD段是碳酸钠过量，溶液显碱性；②根据BC段是碳酸钠和氯化钙反应产生的沉淀计算碳酸钠的质量，再根据溶质质量分数的公式计算出碳酸钠的质量分数．

解答：解：（1）a是长颈漏斗    b是集气瓶；
（2）实验室用排水法收集O₂，当看到瓶口有气泡产生时，说明水被排了了，气体收集满；为防止气体的溢出，应该在水下用玻璃片（粗糙一片）盖住瓶口；因为收集满氧气的集气瓶内的气压大于外界大气压，所以发现盖好的玻璃片很容易滑动；
（3）验满氧气用带火星的木条放在集气瓶口看是否复燃，用该装置收集时根据氧气的密度比空气大，氧气从长管进入，空气从短管排出，到收集满时，氧气就会从c管排出，故带火星的木条应该放在c导管口，看是否复燃；
（4）①CD段溶液显碱性，是碳酸钠过量，故含有碳酸根离子（CO₃^2ˉ），碳酸钠和过量的盐酸、氯化钙反应均产生氯化钠，故溶液中一定含有氯离子（Clˉ）；
②段是碳酸钠和氯化钙完全反应产生了 5g碳酸钙沉淀可以计算碳酸钠的质量，再根据溶质质量分数的公式计算出碳酸钠的质量分数．
解：设生成 5g碳酸钙需要碳酸钠的质量为X
CaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+CaCO₃↓
       106          100
         X          5g
     

106

X

=

100

5g

∴X=5.3g
碳酸钠的质量分数=

5.3g

75g-25g

×100%=10.6%
答：所用碳酸钠溶液的溶质质量分数为10.6%．
故答案为：（1）a是长颈漏斗    b是集气瓶
（2）瓶口有气泡产生；在水下用玻璃片（粗糙面）盖住瓶口；集气瓶内气压大于外界大气压
（3）带火星；c
（4）①CO₃^2ˉ、Clˉ
 ②解：设生成 5g碳酸钙需要碳酸钠的质量为X
CaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+CaCO₃↓
       106          100
         X          5g
     

106

X

=

100

5g

∴X=5.3g
碳酸钠的质量分数=

5.3g

75g-25g

×100%=10.6%
答：所用碳酸钠溶液的溶质质量分数为10.6%．

点评：本题虽然是有关气体的制取，但考查的重点是有关操作注意事项的细节考查，也是学生实验操作能力的体现；计算题关键是能够读准坐标中每一段的含义．