Question

根據下圖所示裝置回答問題：

（1）實驗室用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，應選用的裝置是

 

，請寫出該反應的化學方程式：

 

．
（2）實驗室用A裝置加熱高錳酸鉀來制取氧氣，需要改進的是

 

，反應的化學方程式為

 

．下列反應可使用A裝置進行實驗的是（填序號）

 

．
①過氧化氫溶液和二氧化錳制氧氣； ②一氧化碳還原氧化鐵； ③木炭還原氧化銅
（3）裝置F可用來收集氣體，還具有其他用途，如在F瓶中裝入

 

，可用來干燥某些氣體．若用F收集氧氣并測量制得氧氣的體積，需在瓶內先裝滿水，氣體從

 

（填“a”或“b”）處導管通入，并需要補充的一種玻璃儀器是

 

．
（4）石灰廠為了測定一批石灰石樣品中碳酸鈣的質量分數，取用4g石灰石樣品，把20g稀鹽酸分4次加入樣品中（樣品中除碳酸鈣外，其余的成分既不與鹽酸反應，也不溶于水），充分反應后經過濾、干燥等操作，最后稱量，得實驗數據如下表：

稀鹽酸的用量	第一次加入5g	第二次加入5g	第三次加入5g	第四次加入5g
剩余固體的質量	3g	2g	l g	1g

試計算該稀鹽酸的溶質質量分數．

Answer 1

分析：（1）根據實驗室用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳的原理、藥品狀態、反應條件、二氧化碳的溶解性和密度回答．
（2）根據高錳酸鉀受熱易先變成纖細粉末，高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳、氧氣的性質，各實驗藥品狀態及反應條件回答．
（3）根據“萬能瓶”的功能和使用原理回答．
（4）計算該稀鹽酸的溶質質量分數，要先計算溶質的質量，選用的數據應是保證鹽酸完全反應的一組，根據實驗結果可知實驗一、二、三組鹽酸均完全反應，再根據實驗三和四得出石灰石中雜質的質量為1克．

解答：解：（1）實驗室用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳的原理是碳酸鈣與鹽酸反應生成氯化鈣、水、二氧化碳，方程式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；藥品為固體大理石和液體稀鹽酸，反應條件是常溫，發生裝置選B；二氧化碳能溶于水，不能用排水法收集，其密度比空氣大，用向上排空氣法收集，裝置為E．
（2）高錳酸鉀受熱易先變成纖細粉末，易隨氣流進入并堵塞導管，故要在試管口處放一團棉花；高錳酸鉀受熱分解生成錳酸鉀、二氧化錳、氧氣，方程式為2KMnO₄

加熱  .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；A裝置適宜涉及加熱固體的反應，故可用于木炭還原氧化銅．
（3）裝置F是個“萬能瓶”，因濃硫酸有吸水性，常作氣體干燥劑，在F瓶中裝入濃硫酸，可用來干燥某些氣體；用F收集氧氣并測量制得氧氣的體積，需在瓶內先裝滿水，因水的密度比氣體大，氣體從b處導管通入，才能排出水，再添加一個量筒，通過量排出水的體積判斷氣體的體積．
（4）解：由表中數據可知：第三次加入5g稀鹽酸后，樣品中的碳酸鈣已經完全反應，且碳酸鈣的質量為3g．
設稀鹽酸中溶質的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
3g     X

100

73

=

3g

X

       X=2.19g
稀鹽酸的溶質質量分數為：

21.9g

15g

×100%=14.6%
答：稀鹽酸的溶質質量分數為14.6%．
故答案為：（1）B、E；CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；（2）需要在導管口處放一團棉花；2KMnO₄

加熱  .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；③；（3）濃硫酸；b；量筒；
（4）解：由表中數據可知：第三次加入5g稀鹽酸后，樣品中的碳酸鈣已經完全反應，且碳酸鈣的質量為3g．
設稀鹽酸中溶質的質量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100    73
3g     X

100

73

=

3g

X

       X=2.19g
稀鹽酸的溶質質量分數為：

2.19g

15g

×100%=14.6%
答：稀鹽酸的溶質質量分數為14.6%．

點評：氣體的制取是初中重要的化學實驗之一，既是難重點，又是考查熱點，理解反應原理，掌握裝置的選擇依據、氣體的檢驗、驗滿、收集方法，了解實驗步驟和注意事項是解決該類問題的關鍵．