Question

下圖甲～己是實驗室制取某些常見氣體的裝置圖．
（1）儀器a、b的名稱是a

 

、b

 

；
（2）甲裝置可用于實驗室制取O₂，寫出該反應的化學方程式

 

；
（3）以下方案是對排水法與排空氣法收集O₂的比較（使用體積相同的集氣瓶收集O₂）

比較項目	向上排空氣法	排水集氣法	結論
方法可行性	O2的密度比空氣   （填“大”或“小”）且不與空氣中的物質發生反應	O2難溶于水且不與水反應	兩種方法均可行
收集的過程	“驗滿”分析：即便用帶火星的木條移近集氣瓶口，木條復燃也難以證明空氣被排盡，因氣體無色，集滿與否較難確定．	集滿O2的現象是	排水法收集O2更易于觀察何時集滿
收集O2的純度	分別用排水法和向上排空氣法收集兩瓶氧氣（A和B），放入兩支相同的蠟燭．可觀察到B瓶內的蠟燭熄滅較早		結論

（4）裝置乙和丙都能用于實驗室制取CO₂，丙相對于乙在操作方面的優點為

 

；
（5）使用丁裝置制取氣體時，對反應物和反應條件的要求是

 

；
（6）用塊狀的石灰石與過量稀鹽酸反應制取CO₂，若參加反應的碳酸鈣的物質的量為0.1mol，請回答：
Ⅰ．反應生成CO₂的物質的量為

 

（根據化學方程式列式計算）；
Ⅱ．待塊狀石灰石與過量稀鹽酸反應至不再冒氣泡后，過濾反應后的混合物，并向濾液中逐滴滴入碳酸鈉溶液，并用pH數字探測儀連續監測，得到如下曲線：

（已知CaCl₂溶液呈中性）
①寫出AB段反應的實驗現象

 

；
②BC段的反應生成了白色沉淀，寫出該反應的化學方程式

 

；
③DE段所對應溶液中的溶質有NaCl和

 

．

Answer 1

分析：（1）可以直接寫出儀器的名稱；
（2）通過加熱氯酸鉀的方法可以制得制取氧氣，故可以寫出該反應的化學方程式；
（3）根據排水法收集氣體的特點來判斷是否收集滿了，排水法收集到氣體較純；
（4）丙裝置比乙裝置多了一個長頸漏斗，可以隨時加入酸液；
（5）啟普發生器要求固體必須是塊狀或是顆粒狀的；
（6）I、根據化學方程式進行計算，求出二氧化碳的物質的量；
II、根據所發生的化學反應結合物質的性質來判斷曲線中不同范圍內的實驗現象，并回答問題．

解答：解：（1）直接寫出儀器的名稱為：試管、錐形瓶；
（2）可實驗室中用氯酸鉀反應來制取氧氣時可以應該選擇甲裝置，故可以寫出該反應的化學方程式：2KClO₃

MnO2

△

2KCl+3O₂↑；
（3）如果觀察到集氣瓶口出現大的氣泡冒出時就可以判斷已經收集滿了；同時根據B瓶中的氣體先熄滅，說明B瓶中氣體濃度比A瓶中濃度小，所以可以判斷出排水法收集的氣體較純；
（ 4）丙裝置中的長頸漏斗可以隨時向裝置中添加酸液，使用更方便；
（5）啟普發生器通過氣體的壓強使固體和液體分離而使反應終止，所以要求必須是塊狀或是顆粒狀的固體和液體的反應，但僅限于無需加熱的反應；
（6）I、設需二氧化的物質的量為x
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
1                     1
0.1                   x

1

0.1

=

1

x

 
x=0.1mol   
答：反應生成CO₂的物質的量為 0.1mol．
II、①反應中加入的鹽酸是過量的，所以當反應結束后溶液pH值小于7，即為A點，而當加入碳酸鈉溶液后要消耗鹽酸，所以使溶液的pH值要升高，直至恰好將鹽酸消耗完全，此時的pH值為7，即B點；
②而BC段是碳酸鈉溶液和氯化鈣溶液反應的過程，生成碳酸鈣沉淀，故此時的pH值不變，可以寫出該反應的化學方程式；
③根據②的解答可以知道至C點是碳酸鈉和氯化鈣恰好完全反應的時候，繼續滴加碳酸鈉則會使溶液變為堿性，此時溶液為氯化鈉和碳酸鈉的混合溶液．
故答案為：（1）試管；錐形瓶；
（2）2KClO₃

MnO2

△

2KCl+3O₂↑；
（3）大；有氣泡從集氣瓶口向外溢出；排水法收集到的氧氣氣體濃度（或純度）較高；
（4）便于從長頸漏斗中添加鹽酸；
（5）塊狀（或顆粒狀）固體與液體反應，無需加熱；
（6）I、0.1mol；
II、①有氣泡產生；
②Na₂CO₃+CaCl₂ →CaCO₃↓+2NaCl；
③碳酸鈉（Na₂CO₃）．

點評：熟練掌握制取氣體的發生裝置和收集裝置，并能夠根據反應原理和氣體的性質選擇合適的制取裝置，知道排水法收集的氣體比較純但是不干燥，而排空氣法收集的氣體干燥但是純度不如排水法收集的氣體高．