Question

18．化學是一門以實驗為基礎的科學，化學所取得的豐碩成果，是與實驗的重要作用分不開的．結合下列實驗裝置圖回答問題：

（1）寫出標有序號儀器的名稱①酒精燈，②集氣瓶．
（2）實驗室可選用KMnO₄制氧氣，反應的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）實驗室用大理石和稀鹽酸反應制取二氧化碳，可選用的收集裝置是D（填字母），檢驗二氧化碳是否收集滿的方法是將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿．
（4）實驗室用B裝置制取O₂時，反應很劇烈，請你提出一條與該實驗有關的安全注意事項減慢過氧化氫溶液的滴加速度．
（5）某課外小組，用大理石與鹽酸反應制取二氧化碳（大理石中雜質不與鹽酸反應）．甲、乙、丙三同學分別進行實驗，實驗數(shù)據(jù)如下（燒杯的質量為25.0g）．

	燒杯+鹽酸	大理石	充分反應后燒杯+剩余物
甲	75.0g	13.2g	83.8g
乙	75.0g	16.0g	86.6g
丙	95.0g	13.2g	103.8g

若甲、乙、丙三同學中有一名同學所取的大理石和鹽酸恰好完全反應．計算大理石中碳酸鈣的質量分數(shù)．（計算結果精確到0.1%）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
（2）根據(jù)高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣進行分析；
（3）根據(jù)二氧化碳易溶于水，密度比空氣大，二氧化碳不具有助燃性進行分析；
（4）根據(jù)分液漏斗可以通過控制液體的滴加速度來控制反應的速率進行分析；
（5）對比每組實驗所產(chǎn)生二氧化碳的質量，可發(fā)現(xiàn)所得二氧化碳氣體質量相等，通過分析各位同學實驗數(shù)據(jù)，判斷鹽酸與大理石恰好完全反應時稀鹽酸與大理石的質量關系；利用甲同學所取的鹽酸與大理石恰好完全反應時所得數(shù)據(jù)，由質量守恒定律計算出反應生成二氧化碳的質量；利用二氧化碳的質量，根據(jù)反應的化學方程式，計算反應消耗碳酸鈣的質量，碳酸鈣質量與大理石樣品質量的比可計算大理石中碳酸鈣的質量分數(shù)．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，①是酒精燈，②是集氣瓶；
（2）高錳酸鉀在加熱的條件下生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）二氧化碳易溶于水，密度比空氣大，二氧化碳不具有助燃性，所以可選用的收集裝置是D，檢驗二氧化碳是否收集滿的方法是：將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿；
（4）分液漏斗可以通過控制液體的滴加速度來控制反應的速率，所以應該減慢過氧化氫溶液的滴加速度；
（5）通過甲、丙兩同學的實驗數(shù)據(jù)，產(chǎn)生4.4g二氧化碳需要13.2g大理石完全反應；由甲、乙兩同學的實驗數(shù)據(jù)，產(chǎn)生4.4g二氧化碳需要75.0g-25.0g=50.0g稀鹽酸完全反應；由此可判斷，甲同學所取的鹽酸與大理石恰好完全反應；
設參加反應的大理石的質量為x
生成二氧化碳的質量=75.0g+13.2g-83.8g=4.4g
CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑
100                   44
x                     4.4g
 $\frac{100}{x}$=$\frac{44}{4.4g}$
x=10g
大理石中碳酸鈣的質量分數(shù)為：$\frac{10g}{13.2g}$×100%=75.8%．
答：大理石中碳酸鈣的質量分數(shù)為75.8%．
故答案為：（1）酒精燈，集氣瓶；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）D，將燃著的木條放在集氣瓶口，木條熄滅，證明集滿；
（4）減慢過氧化氫溶液的滴加速度；
（5）大理石中碳酸鈣的質量分數(shù)為75.8%．

點評 本題主要考查常見氣體的發(fā)生裝置與收集裝置的探究，發(fā)生裝置依據(jù)反應物的狀態(tài)和反應條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．