题目内容

17.同学们利用装修后剩下的大理石碎片进行相关实验.

(1)一位同学设计了装置A制取CO2,该装置能通过上下移动穿过橡胶塞的粗铜丝来控制反应的发生或停止.大理石碎片应放在有孔塑料瓶中,A中反应的化学方程式为CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑.根据气体制备的一般原则,A中的粗铜丝不能用铁丝代替,原因是铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,造成二氧化碳不纯.
(2)如用装置B干燥CO2,则CO2应从a(填字母)端口通入;若将装置B中的浓H2SO4换成适量澄清石灰水,可用于检验装置A产生的气体,有关反应的化学方程式为CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O.
(3)如用装置C收集CO2,则CO2应从c(填字母)端口通入.
(4)装置D用于通入CO2将水压入量筒中以测量CO2的体积,植物油的作用是隔绝二氧化碳和水,防止二氧化碳溶于水.植物油上方原有的空气对实验的结果没有(填“有”或“没有”) 明显影响.

分析 (1)实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳,反应不需要加热,大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙,能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳;铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气;
(2)干燥气体时,导管一般遵循长进短出的原则;
(3)二氧化碳的密度比空气大;
(4)二氧化碳能够溶于水.

解答 解:(1)大理石碎片应放在有孔塑料瓶中;A中反应的化学方程式为:CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑,该反应属于复分解反应;根据气体制备的一般原则,A中的粗铜丝不能用铁丝代替,原因是铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气.
故填:有孔塑料瓶;CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑;复分解;不能;铁能和稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,造成二氧化碳不纯.
(2)如用装置B干燥CO2,则CO2应从a端口通入.二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙沉淀和水,故填:a;CO2+Ca(OH)2=CaCO3↓+H2O;
(3)如用装置C收集CO2,由于二氧化碳的密度比空气大,则CO2应从c端口通入.故填:c.
(4)装置D用于通入CO2将水压入量筒中以测量CO2的体积,植物油的作用是防止二氧化碳溶于水,从而使实验结果更精确.植物油上方原有的空气对实验的结果没有影响;故填:隔绝二氧化碳和水,防止二氧化碳溶于水;没有.

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.

练习册系列答案
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12.某小组在学习“二氧化碳制取的研究”课题时,探究了二氧化碳气体的收集方法.
【查阅资料】通常状况下,1体积水约能溶解1体积二氧化碳,所得溶液的pH约为5.6;
【提出问题】二氧化碳能否用排水法收集?
【设计实验】

实验一:图1中反应的化学方程式为CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑.待生成的二氧化碳将锥形瓶中空气排尽时,连接a和b.
实验二:根据pH的变化判断排水法收集时二氧化碳的损失:
(1)用pH传感器测得蒸馏水的pH=7;
(2)待乙瓶中收集半瓶气体时,停止通入二氧化碳,关闭乙瓶左、右的弹簧夹;
(3)测得丙瓶中溶液的pH=6.5;
(4)充分震荡乙瓶后,测得其溶液的pH=5.5.
分析可知,丙瓶中所溶解二氧化碳的体积小于(填“大于”、“小于”或“等于”) 乙瓶中液体的体积.
实验中,甲瓶中蒸馏水的作用是吸收氯化氢气体.若没有该装置,则乙瓶中测出的溶液pH 会偏小(填“偏大”、“偏小”或“不影响”).
实验三:随着科学发展,数字化检测技术得到广泛应用.图3是用二氧化碳检测仪测得的排空气法和排水法收集的气体中二氧化碳体积分数随时间的变化曲线,则最终两种方法收集的气体中二氧化碳体积分数较大的是排水法(填“排空气法”或“排水法”).
【得出结论】
通过由实验分析说明,水所溶解的二氧化碳的量与生成的二氧化碳的量相比可忽略(填“可忽略”或“不可忽略”).与用排空气比较,此法优点是收集到的气体较纯.
【反思评价】
能降低二氧化碳在水中溶解能力的措施是升高温度(写一条即可).请分析乙瓶和丙瓶中溶液的pH存在差值的原因可能是乙瓶中二氧化碳与水接触更充分,并设计实验验证.
实验操作实验现象
向两只盛有二氧化碳气体的软塑料瓶各加入三分之一体积的水,一只静置,一只充分震荡,观察现象前者无明显变化,后者瓶子变瘪
2.某化学兴趣小组围绕“酸碱中和反应”,在老师引导下开展探究活动.
探究Ⅰ:证明氢氧化钠溶液与稀盐酸确实能发生反应.
【方案1】测定稀盐酸与NaOH溶液混合前后的pH.
测定某NaOH溶液的pH,pH大于7.将一定量的稀盐酸加入该NaOH溶液中,混合均匀后测定其pH,发现pH减小了,但仍然大于7,小组中有的同学认为根据这个测定结果可以认为稀盐酸与NaOH溶液发生了反应,你认为他们的结论是否正确:不正确,理由滴加的盐酸中含水,加入后使NaOH溶液变稀,同样会使溶液碱性减弱,pH减小.经过讨论后,他们向溶液中又加入一定量的稀盐酸,混合均匀后测定其pH,pH小于7.
结论:稀盐酸与氢氧化钠溶液发生了化学反应,并且稀盐酸过量.
【方案2】借助于无色酚酞试液.
【药品仪器】(如图1)

①取A(选填“A”或“B”)中试剂加入至D中,滴加2滴酚酞试液,溶液呈红色;
②用胶头滴管向①中溶液滴加稀盐酸,红色消失;
③用F蘸取②中溶液,在酒精灯上灼烧,有白色固体产生.
【思考拓展】
(1)如不使用酸碱指示剂,进一步确认步骤③中的白色固体不是氢氧化钠的方法是:取②中溶液,向其中滴加硫酸铜溶液,无蓝色沉淀
(2)探究步骤②中无色溶液中稀盐酸是否过量.
根据上述反应过程中溶液变成无色,不能确定稀盐酸是否过量,兴趣小组同学又分别选取了AgNO3溶液、紫色石蕊试液、铁粉设计实验方案,请你分析并判断:
实验方案实验步骤现  象结  论
取样,加入适量的AgNO3溶液出现白色沉淀稀盐酸过量
取样,加入几滴紫色石蕊试液溶液变红稀盐酸过量
取样,加入少量铁粉黑色固体溶解,产生气泡,溶液变浅绿色稀盐酸过量
方案③中反应的化学方程式Fe+2HCl=FeCl2+H2↑.上述设计方案中,不正确的是①(填“①”、
“②”或“③”),错误的原因是氯化钠溶液中也含Cl-,与硝酸银溶液反应也会生成白色沉淀.
请你再设计一个与上述实验不同原理的方案以确定稀盐酸是否过量,你选用的试剂是加入氧化铜或碳酸钠溶液.
(3)探究Ⅱ:从微观的角度认识物质及其变化的本质.图2表示氢氧化钠溶液与盐酸反应的微观过程,该反应的本质是H+、OH-结合生成水.

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