Question

14．如图1是实验室制取和收集气体的装置，请按要求回答下列问题：

（1）仪器a的名称是酒精灯．
（2）加热KMnO₄制取O₂并用排水法收集，应选用图1中的装置AD（填字母）组合．
（3）若用B装置制取氧气，将仪器上部与下部b（填“b”或“c”）连接就可以实现“随开随用、随关随停”的要求，此方法制备氧气的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（4）若用 E 装置收集 O₂（排空气法），检验集气瓶内氧气已收集满的方法是将带火星的木条靠近管口e，木条立即复燃．
（5）若用 F 装置测量生成的CO₂气体的体积，要在水面上放一层植物油，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．
（6）小刚想用贝壳（主要成分为碳酸钙，其它成分不溶于水又不与盐酸反应）制取二氧化碳气体．为测定贝壳中碳酸钙的质量分数，做了如下实验：首先称取25g贝壳样品于烧杯中，然后向其中逐滴加入一定量某质量分数的稀盐酸，使之与贝壳样品充分反应．随着反应进行，加入稀盐酸的质量与反应得到气体的质量变化关系如图2所示．
①生成二氧化碳气体的质量为8.8g．
②样品中碳酸钙的质量分数为80%．
③图中P点时所得溶液中溶质的质量分数为14.1%．（写出计算过程，计算结果保留一位小数）

Answer 1

分析 （1）根据酒精灯是常用的加热仪器；
（2）制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热；
（3）观察装置，分析装置的设计原理，分析连接的仪器；根据反应物、生成物及反应条件写出反应的化学方程式；
（4）根据氧气的性质分析，检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集气瓶口．
（5）根据实验目的及二氧化碳的水溶性进行分析植物油的作用，根据排水法测气体的体积的原理判断空气的影响．
（6）根据反应曲线图，充分反应放出二氧化碳的质量为8.8g，用反应的化学方程式，由生成二氧化碳的质量计算样品中碳酸钙的质量，稀盐酸中溶质的质量，即可进行有关的计算．

解答 解：（1）酒精灯是常用的加热仪器；
（2）用高锰酸钾制氧气就需要加热，氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集，排水法收集的氧气比较纯净，所以应选用图中的装置AD组合；
（3）若用B装置制取氧气，要实现“随开随用、随关随停”的要求，将仪器上部与下部b连接，由装置可知，此方法制备氧气是用双氧水制取氧气，化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）氧气能使带火星的木条复燃，检验集气瓶中氧气是否收集满要用带火星的木条，且要平放在集气瓶口，因此验满的方法是：将带火星的木条靠近管口c，若木条复燃证明氧气已满，反之则不满；
（5）图F是采用排水法测二氧化碳的体积，用量筒测量水的体积从而测二氧化碳的体积；二氧化碳能溶于水，所以要在水的上方放一层植物油，防止二氧化碳溶于水．排水法测气体体积的原理是利用排出水的体积和进入装置中的气体的体积相等的原理进行的，所以在没有二氧化碳生成时，盛水的集气瓶中压强和外界大气压是相等，当有二氧化碳气体生成时，集气瓶内气体压强增大，将水排出，所以油上方的空气对实验结果没有影响；
（6）①由图象可知生成的二氧化碳质量是：8.8g； 
②设样品中碳酸钙的质量为x，参加反应生成的CaCl₂的质量为y
CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100         111       44
x           y        8.8g  
$\frac{100}{x}$=$\frac{111}{y}$=$\frac{44}{8.8g}$
x=20g
y=22.2g                            
样品中碳酸钙的质量为：$\frac{20g}{25g}$×100%=80%；       
③所用稀盐酸中溶质的质量分数为：$\frac{22.2g}{20g+146g-8.8g}$×100%=14.1%．
故答案为：（1）酒精灯；
（2）AD；
（3）b，2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（4）将带火星的木条靠近管口e，木条立即复燃；
（5）没有；
（6）①8.8g；
②80%；
③14.1%．

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．