Question

【題目】（一）如圖是實驗室常用氣體制備裝置，據(jù)圖回答問題：

（1）實驗室用高錳酸鉀制氧氣的化學(xué)方程式是 ，應(yīng)選擇的發(fā)生裝置是 （填字母代號），為保證實驗順利進(jìn)行，裝置中還應(yīng)添加 ，如果選用如圖2裝置收集氧氣，氣體應(yīng)從 （填“a”或“b”）端導(dǎo)入，若瓶中裝滿水，則氣體應(yīng)從 端導(dǎo)入（填“a”或“b”）；

（2）實驗室用過氧化氫溶液和二氧化錳制取氧氣的化學(xué)方程式為 ，某化學(xué)小組同學(xué)用20%的過氧化氫溶液和二氧化錳，并選用B裝置來制氧氣。實驗中，同學(xué)們發(fā)現(xiàn)不能得到平穩(wěn)的氧氣流。大家提出從兩個方面加以改進(jìn)：

一是把發(fā)生裝置由B改為C，其理由是 ；

二是將過氧化氫溶液加水稀釋，溶液的稀釋須要經(jīng)過計算，量取，攪勻三個步驟；

如把50g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的過氧化氫溶液稀釋成5%的過氧化氫溶液，需加水的質(zhì)量為 g，在稀釋過程中，除了燒杯外，還需要用到的儀器有 （填數(shù)字序號）；

①量筒 ②藥匙 ③試管 ④酒精燈 ⑤滴管 ⑥玻璃棒

（3）興趣小組的同學(xué)看到實驗室里還有大理石，想利用圖1中的C裝置和 裝置結(jié)合制備并收集一瓶二氧化碳，發(fā)生反應(yīng)的方程式為 ，某同學(xué)用 來檢驗生成的二氧化碳，看到 ，發(fā)生反應(yīng)的方程式為 。

（二）為探究氣體X的組成，某興趣小組進(jìn)行如圖所示實驗（固定裝置未畫出）。

【資料在線】

①加熱條件下，氣體X能與氧化銅反應(yīng)生成銅、水和氮?dú)狻?/span>

②堿石灰為固體氫氧化鈉和氫氧化鈣的混合物，不與氣體X反應(yīng)．無水氯化鈣可吸收氣體X。

③本實驗條件下，氮?dú)饷芏葹?.15gL﹣1，裝置內(nèi)空氣中的水與二氧化碳對相關(guān)數(shù)據(jù)測定的影響可忽略不計。

【實驗步驟】

①連接儀器，并檢查裝置氣密性。

②取一定量氧化銅，準(zhǔn)確稱得其質(zhì)量為2.40g。

③按圖所示裝入藥品（其中B、C管中分別裝入的是足量堿石灰和足量無水氯化鈣），測得相關(guān)的量記錄在數(shù)據(jù)Ⅰ（見表）。

④連接A、B、C裝置，將氣體X緩緩?fù)ㄈ胍欢螘r間后，連接上D裝置，讀數(shù)后開始加熱。當(dāng)A裝置中氧化銅反應(yīng)完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻后，再次測量并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)Ⅱ（見表）。

【實驗裝置】

【相關(guān)數(shù)據(jù)】

測量項目/數(shù)據(jù)編號	Ⅰ	Ⅱ
玻璃管（含藥品）的質(zhì)量/g	52.40	51.92
B裝置（含藥品）的質(zhì)量/g	102.00	102.54
氮?dú)獾捏w積/mL	/	243.5

【回答問題】

（1）B中裝置中氧化鈣吸水的原理為 （用化學(xué)方程式表示）；

（2）實驗過程中，當(dāng)觀察到 ，說明氧化銅已反應(yīng)完全，停止加熱，繼續(xù)通入氣體X至玻璃管冷卻的目的是 ；

（3）分析實驗測量的數(shù)據(jù)，生成水的質(zhì)量為 g，氧化銅中氧元素的質(zhì)量為 g．由此推知，氣體X中一定 （填“有”或“沒有”）氧元素．

④讀取量氣管中氮?dú)怏w積之前需要 ，通過計算推導(dǎo)出氣體X的化學(xué)式為 。

Answer 1

【答案】（1）KMnO4K2MnO4+MnO2+ O2↑ A 棉花 a b

（2）2H2O22H2O+ O2↑ 注射器可以控制液體流速 150g ①⑤⑥

（3）D CaCO3+2HCl===CaCl2+H2O+CO2↑ 澄清石灰水 石灰水變渾濁

Ca(OH) 2 + CO2 == CaCO3 ↓+ H2O

（二）（1）CaO + H2O == Ca(OH) 2

（2）黑色固體全部變紅 防治生成的銅再被氧化

（3）0.54 0.48 沒有

（4）調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平 NH3

【解析】

試題分析：（1）為固體需加熱型；生成氧氣會形成氣流將高錳酸鉀粉末吹入導(dǎo)管，因此試管口要加棉花過濾以避免導(dǎo)管堵塞；若瓶內(nèi)為空氣，氧氣密度比空氣大，氧氣從a進(jìn)，空氣從b被排出；若瓶內(nèi)為水，氧氣密度比水小，氧氣從b進(jìn)，水從a排出。

（2）氣流不穩(wěn)定即反應(yīng)速率不穩(wěn)定，因此可以控制藥品的加入來調(diào)節(jié)速率，注射器用于加入液體藥品；溶液稀釋時溶質(zhì)不變，溶劑增加，因此設(shè)加水質(zhì)量為x，50g×20%=(50g+x)×5%，x=150g；量取試液需量筒和膠頭滴管，還需玻璃棒攪拌加上溶解；

（3）二氧化碳易溶于水，密度比空氣大，只能用向上排空氣法收集即還差裝置D；用碳酸鈣和稀鹽酸的反應(yīng)制取二氧化碳；二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁，因此特征反應(yīng)來檢測二氧化碳；

（二）（1）氧化鈣能與水反應(yīng)吸水水；

（2）黑色氧化銅完全變?yōu)榧t色的銅；剛生成的銅溫度高易和氧氣反應(yīng)生成氧化銅，因此需用X將空氣隔絕；

（3）B中吸水，因此B增加的質(zhì)量0.54g即為水的質(zhì)量；A中氧化銅變?yōu)殂~，減少的質(zhì)量0.48g即為氧元素的質(zhì)量；

（4）調(diào)節(jié)量氣管和水準(zhǔn)管液面相平使兩邊氣壓相等；B裝置中的堿石灰為固體氫氧化鈉和氧化鈣的混合物，不與氣體X反應(yīng)，因此只吸收水蒸氣，增加的質(zhì)量就是生成的水的質(zhì)量：102.54g-102.00g=0.54g，0.54g水中氧元素的質(zhì)量=0.54g×16／18=0.48g，氧化銅中氧元素的質(zhì)量=52.40g-51.92g=0.48g，由此推知，氣體X中一定沒有氧元素；設(shè)氣體x的化學(xué)式為NmHn氮元素質(zhì)量：氫元素質(zhì)量＝14m／n＝(1.15g/L×0.2435L：(0.54g0.48g) , m：n=1:3

所以x的化學(xué)式為：NH3。