题目内容

(24分)下图所示为实验室常用的实验装置:

(1)写出下列仪器名称:a       ;b       。
(2)实验室用高锰酸钾制取氧气时,应选择的发生装置是    (填装置的字母代号),化学方程式是    ,用双氧水制取氧气的化学方程式为    。
(3)实验室用锌和稀硫酸反应制取氢气的化学方程式是    ,若将E装置中收集的氢气排出,应从   (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    。
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      
Ⅱ 对比甲同学实验①②可知,       ,化学反应的速度越快;
Ⅲ 对比甲同学实验  (填实验序号)可知,反应物的接触面积越大,反应速率越。
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    和   。
[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。下图(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   (选填“良好”或“漏气”)
② 图(Ⅱ)装置中油层的作用是_  ;
③ 反应停止后,  (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,    完全反应了。
② m为    
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,4分)    
④ 请在坐标图中画出在6.25 g样品中加入稀盐酸的体积与产生气体质量的关系图。    
(1)a酒精灯,b长颈漏斗
(2)A 2KMnO4K2MnO4 +MnO2+O2↑  2H2O2 2H2O+O2↑
(3)Zn + H2SO4 ="=" ZnSO4 + H2↑  d
(4) C
(5)ⅠCaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑   Ⅱ盐酸越浓(溶质质量分数越大) Ⅲ ②③ 快
Ⅳ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
(6)①良好 ②防止CO2溶于水、与水反应或隔绝CO2与水 ③ B
(7)①盐酸(HCl)②2.20 ③80%
④  

试题分析:(1)根据实验常用仪器回答,图中仪器a的名称是酒精灯,b是长颈漏斗。
(2)根据反应物的状态和反应条件选择发生装置,实验室用固体高锰酸钾加热分解制取氧气,故属于“固体加热型”,故制取装置应选A;加热高锰酸钾分解制取氧气的同时,还生成了锰酸钾、二氧化锰,故反应的化学方程式是2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 + O2↑;双氧水在二氧化锰的催化作用下,分解生成水和氧气,故反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑
(3)锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,故反应的化学方程式是Zn + H2SO4=ZnSO4+ H2↑,由于氢气的密度比空气小,应用向下排空气法收集,故氢气应从d端进入,把集气瓶内的空气向下从c压出。
(4)装置C相对于装置B多了一个多孔的塑料片,当关闭止水夹后,大量的氢气因无法排出而使试管内的压强增大,可将液体压入长颈漏斗,而试管内的酸液则降至塑料片以下,固液体分离,反应停止;打开止水夹,液体进入试管,固液体重新接触,反应继续进行,产生氢气,即能随开随用、随关随停。故选C
(5)Ⅰ 碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳,故反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;      
Ⅱ对比实验①②,只有所用盐酸的浓度不同,故可得出反应物的浓度越大,化学反应的速度越快;
Ⅲ对比实验②③,反应物的接触面不同(一个为粉末,一个为团状),可知,反应物的接触面积越大,化学反应的速度越快;
Ⅳ根据操作示意图,实验过程中对锥形瓶内所剩余物质的质量进行称量,由此得到反应时间与放出二氧化碳的质量关系,即连续记录的实验数据是:电子天平示数(或锥形瓶体系质量)和计时器示数(或反应时间)。
(6)①根据题意,a、b中有稳定的高度差,说明试管内压强大于外界大气压,即说明气密性良好;
②由于二氧化碳能溶于水,且随压强增大而溶解的量变大,故油层能防止CO2溶于水、与水反应;
③若使反应前后油层上方气体压强和外界大气压相同,根据物理压强平衡的原理,只要使两侧的液面齐平即可,故选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;
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=2.56g),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;
③解:设6.25g 样品中CaCO3的质量为x。
CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑
100                44
x                   2.2g  
100:44= x:2.2g
解得,x=5g
则CaCO3的质量分数为= ×100% ="80%"
④找出起点、最大值、折点、曲线的走势,画出图象即可。  

点评:本题是一道综合实验题,是课本实验的有效延伸,除了要求学生要具备扎实的基础知识和基本实验技能之外,还要有较强的识图能力和数据分析能力,和对于科学实验的实事求是的精神,能够综合分析和解决实际问题,这也是正确解答此类题的关键。
练习册系列答案
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某实验小组对“载人宇宙飞船或潜水艇中一般都要安装盛放过氧化钠(Na2O2)颗粒的装置”感到非常好奇,设计实验进行探究。
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【查阅资料】① 人呼出的气体中主要成分是N2、O2、CO2和水蒸气等。
②CO2 + 2NaOH        Na2CO3 + H2O。
【提出猜想】过氧化钠与人呼出的N2或CO2或水蒸气反应并生成氧气。
【进行实验】
实验Ⅰ:验证过氧化钠与氮气反应并生成氧气。
(1)实验操作如右图所示。

(2)实验现象及结论:观察到        现象,可判断过氧化钠与氮气没有发生反应。
实验Ⅱ:验证过氧化钠与水蒸气反应并生成氧气。
(1)同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。其中A装置的作用是________,发生的变化是________变化(填写“物理”或“化学”)。

(2)实验现象及结论:带火星的木条复燃;过氧 化钠与水蒸气发生反应并生成氧气。
实验Ⅲ:验证过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。
(1)同学们在老师的指导下设计了如下图所示装置。

(2)实验步骤及记录
①检查装置的气密性,向装置中加入药品。
②打开分液漏斗活塞,向A装置中缓慢加入稀盐酸。A装置中观察到的现象有                  ,则A装置中发生反应的化学方程式为                                 。
③一段时间后用带火星的木条在D内进行检验。带火星的木条复燃。过氧化钠与二氧化碳反应并生成氧气。
【实验反思】
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(6分)某化学小组利用下图所示装置测定铜锌合金样品中锌的质量分数(图中固定装置已略去)探究过程如下:

1.连接实验装置并检查装置气密性
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Ⅲ.经过滤等操作,准确称量并记录B中剩余固体物质的质量。
IV.该小组的甲同学根据反应前后B中固体物质的质量计算样品中锌的质量分数;乙同学认定量筒内测得水的体积
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(3)①日常生活中为方便使用通常将金属制成合金,伍角币为钢芯镀铜、一元币为钢芯镀镍(Ni)合金①铸造以上硬币用到的材料都是          材料
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(本题共12分)“爆竹声中一岁除”燃放烟花爆竹是中华民族文化的重要组成部分,然而,近年灰我国许多大、中城市都对烟花爆竹实施了“禁放”或者“限放”,民族文化为什么受到限制,好奇心驱使小明,小强、小亮三位同学,他们决定对烟花爆竹进行展开实验探究。
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(一) 配制一定浓度的稀碘溶液

(二)、二氧化硫含量的测定
(1)将一定浓度、一定质量的稀碘溶液放于洗气瓶中,并滴入几滴稀淀粉溶液,此时洗瓶中溶液的颜色为蓝色。(淀粉遇碘单质呈蓝色)
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(3)3位同学使溶液刚好变成无色时抽气的次数分别为50、60、65次,      次的最接近真实值,另两位同学不准确的原因为                            
(4)最终我们通过计算可以确定燃放点的二氧化硫含量是否超标。
【测定反思】
1.小明经过思考后认为在测定时可将右图所示的多孔球泡放入洗气瓶中,你认为加此仪器的好处是                。

2.小强同学认为:实验方案需要抽气的次数太多,操作麻烦。与小亮讨论后,决定对设计的实验加以调整,以减少抽气的次数,他们调整的方案可能是                                                。
3.三位同学经过对烟花爆竹的研究,明白了国家“禁放”的和“限放”的原因,你认为原因的是      
A 减少噪声污染  B 减少固体废弃物污染 C 减少大气污染  D 减少粉尘污染

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