Question

下圖所示為實驗室常用的實驗裝置：

（1）寫出下列儀器名稱：a               ；b             。

（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣時，應選擇的發生裝置和收集裝置是          （填裝置的字母代號），化學方程式                                        ，實驗室制取二氧化碳的原料是             ，化學方程式                                ，用D裝置收集氣體時集滿的實驗現象是              ，

（3）若用E裝置收集氫氣，則氫氣應從        口通入（填c或d）。

（4）F裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，在水面上放一層植物油的目的是       。 

（5）裝置C相對于裝置B在操作方面的優勢為：                               。

（6）某研究小組在實驗室制取二氧化碳的研究中發現，通常不選用大理石與稀硫酸反應制取二氧化碳，其原因是反應生成硫酸鈣微溶物覆蓋在固體的表面，阻礙了大理石與稀硫酸的接觸，反應速率逐漸減慢甚至停止。為此該小組設立研究課題：選擇合適濃度的硫酸和適當的反應溫度制取二氧化碳。

[實驗一] 選擇合適濃度的硫酸

操作：在28℃時，分別用裝有5mL不同濃度硫酸溶液的注射器向盛有1g直徑為2mm大理石細小顆粒的大試管中注入硫酸，記錄15分鐘內生成氣體的體積，見下表：

試管編號	1	2	3	4	5
硫酸濃度	15%	20%	25%	30%	35%
氣體體積/mL	35	47	55	51	42

[實驗二] 選擇合適的反應溫度

操作：往盛有1g直徑為2mm大理石細小顆粒的大試管中分別加入5mL相同合適濃度而不同溫度的硫酸溶液，觀察反應的情況，記錄如下表：

試管編號	A	B	C	D	E
溫度（℃）	40	50	60	70	80
現象和 比較	有少量氣泡	氣泡比A號試管多	氣泡明顯比B號試管多	大量氣泡產生，與常溫用鹽酸反應相似	反應激烈，迅速產生大量氣體

請根據本次活動的研究目的，分析處理以上兩個表中數據，得出結論：

①稀硫酸與大理石反應，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為        ，因為濃度小于或大于此濃度對反應的影響是                            。

②在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為         ℃。

③除選用適當的溫度和合適濃度的硫酸之外，在反應過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應增加             操作，更有利于氣體的制備。

④該研究小組為了研究               對該反應速率的影響，在28℃進行了如下實驗。

試管編號	A	B
試管內藥品	1g塊狀大理石與5mL25%稀硫酸	1g細小顆粒大理石與5mL25%稀硫酸
現象和比較	有少量氣泡	迅速產生較多氣泡

根據上述實驗研究，你覺得在以下硫酸和大理石反應的裝置中，最佳選用      (填編號) ．

 

Answer 1

【答案】

⑴①  酒精燈  ②   長頸漏斗。   

⑵ AD  2KMnO₄ K₂MnO₄ +MnO₂+ O₂↑；

大理石、稀鹽酸；  CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；  瓶口冒氣泡。

⑶ d   ⑷  防止CO2溶于水；（5） 控制反應的發生和停止；

（4）（1）25；生成氣體體積較少。（2）70；

（3）搖動試管（或搖動裝置）（4）碳酸鈣固體顆粒大小（其它合理回答也給分） 丙

【解析】

試題分析：（1）寫出下列儀器名稱：a：酒精燈；b：長頸漏斗。

（2）實驗室用高錳酸鉀制取氧氣，是加熱固體制取氣體的反應，應選擇的發生裝置和收集裝置是A和D，化學方程式為：2KMnO₄ K₂MnO₄ +MnO₂+ O₂↑，實驗室制取二氧化碳的原料是石灰石（或者大理石）和稀鹽酸，化學方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；用D裝置收集氣體時集滿的實驗現象是瓶口有氣泡冒出。

（3）因為氫氣密度小于空氣，若用E裝置收集氫氣，則氫氣應從d口通入。

（4）F裝置可用來測量生成的CO₂氣體的體積，因二氧化碳能溶于水，故在水面上放一層植物油的目的是防止CO₂溶于水。

（5）裝置C相對于裝置B在操作方面的優勢為：能控制反應的發生和停止。

（6）①由實驗一中色數據可知，稀硫酸與大理石反應，在28℃時，選用硫酸的濃度最合適為25%；因為濃度小于或大于此濃度對反應的影響是生成氣體體積較少。

②由實驗二中的數據和現象可知，在合適的硫酸濃度下，應選擇最合適的反應溫度為70℃。

③除選用適當的溫度和合適濃度的硫酸之外，在反應過程中，為防止硫酸鈣覆蓋在大理石上，應增加搖動試管（或搖動裝置）操作，更有利于氣體的制備，因為這樣可以將覆蓋在大理石上面的硫酸鈣搖開，有利于硫酸與大理石接觸反應。

④該研究小組為了研究大理石顆粒的大小對該反應速率的影響，在28℃進行了如下實驗。

試管編號	A	B
試管內藥品	1g塊狀大理石與5mL25%稀硫酸	1g細小顆粒大理石與5mL25%稀硫酸
現象和比較	有少量氣泡	迅速產生較多氣泡

根據上述實驗研究，你覺得在以下硫酸和大理石反應的裝置中，最佳選用丙。

考點：常見儀器的名稱；實驗室制取氧氣和二氧化碳的反應原理；氣體的收集方法；二氧化碳的性質；實驗設計與探究。

點評：本題考點較多，容量大，要求同學們熟練掌握相關知識，并能靈活運用。