Question

15．如图1所示为实验室常用的实验装置：

（1）写出下列仪器名称：a酒精灯；b长颈漏斗．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时，应选择的发生装置是A（填装置的字母代号），化学方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，用双氧水制取氧气的化学方程式为2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气的化学方程式是Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，若将E装置中收集的氢气排出，应从c（填c或d）口通入蒸馏水．
（4）装置C相对于装置B在操作方面的优势为C．
A．可以随时加液     B．可以控制反应速率    C．可以控制反应发生与停止
同学们对美术组的环保石头纸（主要成分为碳酸钙，加入适量聚乙烯和少量胶合剂）展开探究：
[拓展实验一]探究影响石头纸与盐酸反应快慢的因素
（5）甲、乙两同学设计实验如下：

	甲	乙
实验过程
现象	试管①、②、③中产生气泡快慢的顺序为： ①＞②＞③．
分析结论	Ⅰ碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Ⅱ对比甲同学实验①②可知，盐酸越浓，化学反应的速度越快； Ⅲ对比甲同学实验②③（填实验序号）可知，反应物的接触面积越大，反应速率越快． Ⅳ乙同学的实验中，数据记录纸上应该连续记录的实验数据是时间（计时器示数）锥形瓶及药品的质量（电子天平示数）或CO2质量 和锥形瓶及药品的质量（电子天平示数）或CO2质量．

[拓展实验二]测定石头纸中碳酸钙的质量分数
（6）甲组同学的方法是：（同温同压下，不同气体混合后体积等于混合前各气体体积之和．）
将样品与稀盐酸反应，测定反应后生成CO₂的体积，再换算为质量，最后根据CO₂的质量求出样品中碳酸钙的质量．图2（Ⅰ）为石头纸与稀盐酸反应的装置，图（Ⅱ）用于测量CO₂的体积．

①连接仪器，夹紧弹簧夹，向a中加入一定量的水，如果a、b中有稳定的高度差，说明：装置（I）气密性良好（选填“良好”或“漏气”）
②图（Ⅱ）装置中油层的作用是防止CO₂溶于水；
③反应停止后，B（填序号）可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积．
A．水平移动量气管         B．上下移动量气管       C．封闭量气管
（7）乙组同学的实验方法是：均匀称取四份样品分别和稀盐酸反应，用电子天平及有关装置，得出二氧化碳质量，实验数据记录如下表．（其他物质既不溶于水也不跟酸反应）

	第一份	第二份	第三份	第四份
取样品质量（g）	6.25	6.25	6.25	6.25
取稀盐酸的体积（mL）	10.0	20.0	30.0	40.0
产生气体的质量（g）	0.88	1.76	2.20	m

通过对数据的分析和比较，回答下列有关问题：
①在第1份样品的实验中，盐酸完全反应了．
②m为2.20
③石头纸样品中碳酸钙的质量分数是多少？（请写出计算过程）80%
④请在图3坐标图中画出在6.25g样品中加入稀盐酸的体积与产生气体质量的关系图．．

Answer 1

分析 （1）要熟悉各种仪器的名称、用途和使用方法；
（2）高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气；
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；  
（3）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；
（4）不同的实验装置，优缺点不同；
（5）碳酸钙和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
（6）凡是有气体参加或产生的实验，实验前一定要检查装置的气密性，以防装置漏气影响实验结果；
二氧化碳能够溶于水，不溶于植物油；
（7）根据提供的数据和反应的化学方程式可以进行相关方面的判断和计算．

解答 解：（1）a是酒精灯，b长颈漏斗．
故填：酒精灯；长颈漏斗．
（2）实验室用高锰酸钾制取氧气时需要加热，应选择的发生装置是A，化学方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，用双氧水制取氧气的化学方程式为：．
故填：A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（3）实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气的化学方程式是：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，若将E装置中收集的氢气排出，应从c口通入蒸馏水．
故填：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；c．
（4）装置C相对于装置B在操作方面的优势为可以控制反应发生与停止，原理是：关闭开关时，试管中的气体增多，压强增大，把液体压入长颈漏斗，固体和液体分离，反应停止；                             
打开开关时，气体导出，试管中的气体减少，压强减小，液体和固体混合，反应进行．
故填：C．
（5）甲、乙两同学设计实验如下：

	甲	乙
实验过程
现象	试管①、②、③中产生气泡快慢的顺序为： ①＞②＞③．
分析结论	Ⅰ碳酸钙与稀盐酸反应的化学方程式为：CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ Ⅱ对比甲同学实验①②可知，盐酸越浓，化学反应的速度越快； Ⅲ对比甲同学实验②③可知，反应物的接触面积越大，反应速率越快． Ⅳ乙同学的实验中，数据记录纸上应该连续记录的实验数据是时间（计时器示数）锥形瓶及药品的质量（电子天平示数）或CO2质量和锥形瓶及药品的质量（电子天平示数）或CO2质量．

（6）①连接仪器，夹紧弹簧夹，向a中加入一定量的水，如果a、b中有稳定的高度差，说明：装置（I）气密性良好；
②图（Ⅱ）装置中油层的作用是防止CO₂溶于水；
③反应停止后，上下移动量气管可使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同，此时排出水的体积即为生成二氧化碳的体积．
故填：良好；防止CO₂溶于水；B．
（7）①通过第1份和第2份比较可以发现，当稀盐酸的质量增加时，气体的质量也在增加，说明第1份中碳酸钙没有完全反应，则稀盐酸完全反应；
故填：盐酸．
②第1份放出二氧化碳的质量0.88g，说明每加入10g稀盐酸与碳酸钙完全反应，产生二氧化碳的质量为0.88g；第2份加入20g盐酸，是第一份稀盐酸质量的2倍，产生二氧化碳的质量为1.76g，也正是第一份产生气体质量的2倍；而第三份加入30g盐酸，是第一份稀盐酸质量的3倍，产生二氧化碳的质量为2.2g，小于第一份产生气体的质量的3倍（0.88g×3=2.64g），说明碳酸钙此时完全反应，稀盐酸有剩余，则第四份的盐酸不反应，故m的值为2.2；
故填：2.20．
③解：设6.25g样品中CaCO₃的质量为x，
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                 44
x                   2.2g
$\frac{100}{x}$=$\frac{44}{2.2g}$，
解得，x=5g，
则CaCO₃的质量分数为：$\frac{5g}{6.25g}$×100%=80%，
故填：80%．
④由实验数据可知，当25g稀盐酸时，碳酸钙恰好完全反应，生成2.2g二氧化碳，画图如下所示：

故填：

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．