Question

10．化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，化學(xué)所取得的豐碩成果，是與實(shí)驗(yàn)的重要作用分不開(kāi)的．你已經(jīng)掌握了實(shí)驗(yàn)室制取氣體的有關(guān)規(guī)律，以下是老師提供的一些實(shí)驗(yàn)裝置．請(qǐng)結(jié)合下列圖1實(shí)驗(yàn)裝置圖回答問(wèn)題：

（1）寫(xiě)出指定儀器的名稱：①試管，②集氣瓶．
（2）實(shí)驗(yàn)室欲用高錳酸鉀制取氧氣，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是A（填字母），生成氧氣的化學(xué)方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）實(shí)驗(yàn)室常用高錳酸鉀或過(guò)氧化氫和二氧化錳制取氧氣，你認(rèn)為其中相對(duì)較好的辦法是用后者（填“前者”或“后者”）制氧氣，理由是裝置簡(jiǎn)單，不需加熱，節(jié)約能源，廢棄物少，產(chǎn)物無(wú)毒，產(chǎn)生氧氣速率快（合理均可）．
（4）若集氣瓶中裝滿水，如圖2所示，欲收集一瓶氧氣，則氣體應(yīng)從b導(dǎo)管進(jìn)入（填“a”或“b”）．
（5）雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣．小明同學(xué)進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算，請(qǐng)你參與他的活動(dòng)．
【實(shí)驗(yàn)組裝與準(zhǔn)備】經(jīng)過(guò)分析，小明選取B、C裝置并進(jìn)行適當(dāng)?shù)馗膭?dòng)、組裝，如圖3．
①小明認(rèn)為裝藥品前首先進(jìn)行的操作是檢查裝置的氣密性．
②如果用上圖裝置制取氣體，反應(yīng)進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅的原因是長(zhǎng)頸漏斗下端管口未伸入液面以下，氣體從長(zhǎng)頸漏斗逸出．
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
Ⅰ．設(shè)計(jì)思路：根據(jù)雞蛋殼與稀鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳的體積，求出生成二氧化碳的質(zhì)量，再計(jì)算所需雞蛋殼的質(zhì)量．
Ⅱ．操作步驟：將含雜質(zhì)20%的雞蛋殼洗凈、干燥并搗碎后，取一定的質(zhì)量，放在錐形瓶里，然后往錐形瓶中加入足量的稀鹽酸，（假設(shè)其他雜質(zhì)不與鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)生成的氣體全部進(jìn)入集氣瓶中）充分反應(yīng)后，生成標(biāo)準(zhǔn)狀況下的二氧化碳?xì)怏w4.4L（標(biāo)準(zhǔn)狀況下，二氧化碳的密度為2.0g/L）．
Ⅲ．?dāng)?shù)據(jù)處理：根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行相關(guān)計(jì)算．
計(jì)算過(guò)程：請(qǐng)計(jì)算所需雞蛋殼的質(zhì)量．
IV．實(shí)驗(yàn)反思與評(píng)價(jià)
誤差分析：實(shí)驗(yàn)中，如有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒(méi)有全部逸出，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏小（填寫(xiě)“偏大”、“偏小”或“不變”）．
實(shí)驗(yàn)操作中，將雞蛋殼搗碎的目的是：增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行．

Answer 1

分析 （1）熟悉常見(jiàn)儀器的名稱；
（2）高錳酸鉀制取氧氣需要加熱，屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，并據(jù)反應(yīng)原理書(shū)寫(xiě)方程式；
（3）比較二者反應(yīng)原理和裝置等，明確反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)；
（4）氧氣密度比水小，所以應(yīng)從短管進(jìn)氣，長(zhǎng)管便于排水；
（5）【實(shí)驗(yàn)組裝與準(zhǔn)備】①根據(jù)制取氣體操作的一般方法，加入藥品前，要檢查裝置的氣密性，防止裝置漏氣；
②分析裝置中可能存在的問(wèn)題，解釋造成意外現(xiàn)象的原因；
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】
計(jì)算過(guò)程：
Ⅲ．利用反應(yīng)的化學(xué)方程式，以及二氧化碳的質(zhì)量，計(jì)算所需碳酸鈣的質(zhì)量，并進(jìn)而求出雞蛋殼的質(zhì)量；
IV．實(shí)驗(yàn)反思與評(píng)價(jià)：
①根據(jù)題中所給信息并進(jìn)行分析，判斷該假設(shè)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響；
②將雞蛋殼搗碎的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行．

解答 解：（1）熟記常用儀器的名稱可知：a為試管；b為集氣瓶；
（2）高錳酸鉀制取氧氣需要加熱，屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，加熱高錳酸鉀生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）用過(guò)氧化氫和二氧化錳來(lái)制取氧氣相對(duì)較好，該方法具有裝置簡(jiǎn)單，不需加熱，節(jié)約能源，廢棄物少，產(chǎn)物無(wú)毒，產(chǎn)生氧氣速率快的優(yōu)點(diǎn)；
（4）氧氣密度比水小，所以應(yīng)從短管進(jìn)氣，長(zhǎng)管便于排水；
（5）【實(shí)驗(yàn)組裝與準(zhǔn)備】①裝置連接完畢，應(yīng)進(jìn)行裝置氣密性的檢查，然后再加入藥品，防止裝置漏氣；
②木條沒(méi)熄滅說(shuō)明可能沒(méi)有收集到氣體，觀察裝置圖，長(zhǎng)頸漏斗沒(méi)伸入液面以下，生成的氣體從長(zhǎng)頸漏斗逸出，所以未收集到氣體；
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】Ⅲ．二氧化碳的質(zhì)量 4.4Lⅹ2.0g/L=8.8g 
解：設(shè)該雞蛋殼中碳酸鈣的質(zhì)量為x
CaCO₃+2HC═CaCl₂+CO₂↑+H₂O 
100              44
x               8.8 g
$\frac{100}{44}$=$\frac{x}{8.8g}$
  x=20 g 
20g÷（1-20%）=25g
IV．實(shí)驗(yàn)中，如有部分生成的二氧化碳?xì)怏w因溶解于水而沒(méi)有全部逸出，則使測(cè)量的二氧化碳體積減少，從而使氣體的質(zhì)量減少，計(jì)算出的碳酸鈣的質(zhì)量減少，對(duì)應(yīng)的雞蛋殼的質(zhì)量減少，造成計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值相比偏��；
將雞蛋殼搗碎的目的是增大反應(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行；
故答案為：（1）試管；集氣瓶；
（2）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）后者；裝置簡(jiǎn)單，不需加熱，節(jié)約能源，廢棄物少，產(chǎn)物無(wú)毒，產(chǎn)生氧氣速率快（合理均可）；
（4）b；
（5）【實(shí)驗(yàn)組裝與準(zhǔn)備】①檢查裝置的氣密性；
②長(zhǎng)頸漏斗下端管口未伸入液面以下，氣體從長(zhǎng)頸漏斗逸出；
【實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)】Ⅲ．答：需雞蛋殼的質(zhì)量為12.5 g；
IV．偏�。辉龃蠓磻�(yīng)物的接觸面積，使反應(yīng)充分進(jìn)行．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的知識(shí)比較全面，既考查了實(shí)驗(yàn)室制取氧氣的儀器名稱、由裝置特點(diǎn)選擇反應(yīng)藥品及其反應(yīng)的化學(xué)方程式書(shū)寫(xiě)等基礎(chǔ)知識(shí)，還考查了根據(jù)方程式的計(jì)算、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)等內(nèi)容，能綜合考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用能力．