题目内容

7.实验室现有镁条、锌粒、铜片、石灰石、二氧化锰、氯酸钾、稀硫酸和稀盐酸,以及如图甲仪器,回答有关问题:

(1)写出仪器A的名称锥形瓶.
(2)利用上述药品和仪器制取并收集一瓶氢气,你选择的药品是锌和稀硫酸,选择的仪器是ACID(填字母),反应的化学方程式为Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑;只利用上述药品和仪器还可以制取的另一种气体是二氧化碳.
(3)小明同学计划设计如图乙所示的装置测定空气中氧气的含量:其中试管的实际容积为40mL,注射器的实际容积为60mL且润滑性很好,实验开始前注射器活塞的前沿在20mL处.假设此实验能够按小明的设想正常进行,且白磷所占体积与导管内的气体体积忽略不计,请回答下列问题:
①若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,燃烧结束,待试管冷却后再打开弹簧夹.实验过程中可观察到的现象是:白磷燃烧,产生大量白烟,活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处.
②若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,充分反应直至燃烧结束,并待试管冷却.实验过程中可观察到的现象是:白磷燃烧,产生大量白烟,活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处.
③若按小明的设想进行实验,实际可能会遇到诸多问题而发生危险,造成实验失败.例如:白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数.

分析 (1)根据实验室常用仪器的名称和题中所指仪器的作用进行分析;
(2)根据实验室制取氢气的药品是锌和稀硫酸,反应物是固体和液体,反应条件是常温,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气进行分析;
(3)本题是测定氧气在空气中的体积分数的实验探究,要把空气中的氧气消耗掉,在本实验中用的是过量的白磷,燃烧后的生成物是固体,不需要占很大的空间.本实验中用的是40mL的试管与实际容积为60mL且润滑性很好的针筒注射器,并且活塞在20mL处,有助于反应结束后计算体积.要使本实验成功,必须注意以下几点:①装置的气密性好;②白磷足量;③必须冷却到室温再读数.还要注意防止试管受热不均或气体体积受热膨胀过大,从而造成试管炸裂.

解答 解:(1)通过分析题中所指仪器的作用可知,A是锥形瓶;
(2)实验室制取氢气的药品是锌和稀硫酸,反应物是固体和液体,反应条件是常温,所以选择的仪器是ACID,锌和稀硫酸反应生成硫酸锌和氢气,化学方程式为:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,只利用上述药品和仪器还可以制取的另一种气体是二氧化碳;
(3)若先夹紧弹簧夹,用酒精灯加热白磷,这时白磷燃烧消耗掉的只是试管内的氧气为40mL×$\frac{1}{5}$=8mL,所以实验过程中可观察到的现象是:白磷燃烧,产生大量白烟,活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处;
若不使用弹簧夹,用酒精灯加热白磷,白磷实际消耗掉的是试管40mL和注射器内20mL的氧气为(40mL+20mL)×$\frac{1}{5}$=12mL,所以实验过程中可观察到的现象是:白磷燃烧,产生大量白烟,活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处;
因为白磷在密闭容器内燃烧产生热量使气体膨胀,可能会使橡胶塞弹出、试管爆裂、不使用弹簧夹可能会使注射器活塞弹出等,造成实验失败.
故答案为:(1)锥形瓶;
(2)锌和稀硫酸,ACID,Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑,二氧化碳;
(3)活塞应停在20mL-8mL=12mL的刻度处;
活塞应停在20mL-12mL=8mL的刻度处;
白磷量不足或装置气密性不好或未冷却到室温就读数.

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究,发生装置依据反应物的状态和反应条件选择,收集装置依据气体的密度和溶解性选择.

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