Question

9．甲、乙两小组同学分别用下图所示装置（夹持仪器已略去）做兴趣实验
（1）甲组实验：
①在A装置的锥形瓶中加入大理石，向长颈漏斗中注入稀盐酸，A中反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②连接A、B装置，打开a、c，关闭b，向B中集气瓶内充入气体，检验集气瓶中气体已收集满的方法是将燃着的木条放在c右端的导管口处，若熄灭则气体已集满．
③关闭a、c，打开b，用冷毛巾捂住B中集气瓶，一段时间后，观察到B装置中的现象是烧杯中的无色液体沿导管进入到集气瓶中（或形成喷泉），B中反应的化学方程式为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（2）乙组实验：
【资料】氯化氢气体和氨气均极易溶于水，且两者反应生成白色固体氯化铵（NH₄Cl）．
①在c右端的导管口套一个气球，在A的锥形瓶中放入浓盐酸，向长颈漏斗中注入浓硫酸，有HCl气体产生，待A中的空气被排净后，连接A、B装置，打开a、c，关闭b，气球微微鼓起．产生HCl气体的原因是浓硫酸溶于水会放出大量热，使浓盐酸中的HCl气体溶解度减小，导致HCl气体逸出．
②关闭a，将A中的药品替换为NaOH固体和浓氨水，待A中的空气被排净后，连接A、B装置，打开a，一段时间后关闭a，B中集气瓶内有白烟产生．冷却至室温后气球恢复原状．关闭c打开b，B中导管内的液面无任何变化．产生上述现象的原因是NH₃和HCl恰好完全反应，集气瓶内的气压与外界大气压相等．

Answer 1

分析 （1）甲组实验：大理石的主要成分碳酸钙与盐酸反应时放出气体二氧化碳，二氧化碳气体密度大于空气，收集时从集气瓶底部开始慢慢充满集气瓶，当有二氧化碳从上方导管排出时，集气瓶内二氧化碳已收集满；若向集气瓶内加入少量氢氧化钠溶液，瓶内二氧化碳被吸收而使压强减小，会使氢氧化钠溶液不断进入；
（2）乙组实验：把浓硫酸加入浓盐酸中，浓硫酸遇水放出的热会加快浓盐酸的挥发，而产生大量HCl气体；HCl气体的进入使瓶内压强增大，观察到气球膨胀；当把氢氧化钠与浓氨水混合产生的氨气也通入集气瓶时，氨气与瓶内HCl气体反应形成固体氯化铵，观察到出现白烟，由于两气体的不断反应而会使瓶内气体又减少，压强渐渐接近外界大气压，观察到气球恢复原状．

解答 解：（1）①大理石中的碳酸钙与盐酸反应，生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②二氧化碳从a管进入，瓶内空气从位于上部的导管b排出，二氧化碳密度大于空气会从底部逐渐充满瓶子，因此，当有二氧化碳气体从b管排出时说明瓶内已收集满二氧化碳，因此可用燃烧的木条放在b导管口，木条熄灭则可证明二氧化碳已收集满；
③用冷毛巾捂住B中集气瓶，瓶内二氧化碳气体遇冷收缩引起烧杯内的氢氧化钠溶液进入集气瓶，进入瓶内的氢氧化钠溶液吸收二氧化碳而使瓶内气体减少，烧杯内氢氧化钠溶液则会更多地流入集气瓶，反应的化学方程式为2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）①浓盐酸具有挥发性，当向浓盐酸中加入浓硫酸时，浓硫酸遇到溶液中的水而放出大量的热，使气体HCl的溶解度减小，加剧浓盐酸的挥发，而产生大量HCl气体；
②NaOH固体和浓氨水混合后，产生大量的氨气，氨气与集气瓶内的HCl气体发生反应生成固体氯化铵，当通入的氨气恰好与瓶内HCl气体完全反应时，瓶内压强恢复至原来的压强而与外界大气压强相等，因此气球恢复至原状，烧杯内氢氧化钠溶液不能流入集气瓶中；
故答案为：
（1）①CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②将燃着的木条放在c右端的导管口处，若熄灭则气体已集满；
③烧杯中的无色液体沿导管进入到集气瓶中（或形成喷泉）；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）①浓硫酸溶于水会放出大量热，使浓盐酸中的HCl气体溶解度减小，导致HCl气体逸出；
②NH₃和HCl恰好完全反应，集气瓶内的气压与外界大气压相等．

点评 准确理解改进的收集装置的作用，进而掌握该改进装置的使用，这是解答本实验题所需要具有的实验能力．