Question

10．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．你已經掌握了實驗室制取氣體的有關規(guī)律，以下是老師提供的一些實驗裝置．請結合下列圖1實驗裝置圖回答問題：

（1）寫出指定儀器的名稱：①試管，②集氣瓶．
（2）實驗室欲用高錳酸鉀制取氧氣，應選擇的發(fā)生裝置是A（填字母），生成氧氣的化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）實驗室常用高錳酸鉀或過氧化氫和二氧化錳制取氧氣，你認為其中相對較好的辦法是用后者（填“前者”或“后者”）制氧氣，理由是裝置簡單，不需加熱，節(jié)約能源，廢棄物少，產物無毒，產生氧氣速率快（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，則氣體應從b導管進入（填“a”或“b”）．
（5）雞蛋殼的主要成分是碳酸鈣．小明同學進行了如下實驗，并進行相關計算，請你參與他的活動．
【實驗組裝與準備】經過分析，小明選取B、C裝置并進行適當地改動、組裝，如圖3．
①小明認為裝藥品前首先進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，反應進行較長時間后，用燃著的火柴放在集氣瓶口，火焰仍不熄滅的原因是長頸漏斗下端管口未伸入液面以下，氣體從長頸漏斗逸出．
【實驗設計】
Ⅰ．設計思路：根據雞蛋殼與稀鹽酸反應生成二氧化碳的體積，求出生成二氧化碳的質量，再計算所需雞蛋殼的質量．
Ⅱ．操作步驟：將含雜質20%的雞蛋殼洗凈、干燥并搗碎后，取一定的質量，放在錐形瓶里，然后往錐形瓶中加入足量的稀鹽酸，（假設其他雜質不與鹽酸反應，反應生成的氣體全部進入集氣瓶中）充分反應后，生成標準狀況下的二氧化碳氣體4.4L（標準狀況下，二氧化碳的密度為2.0g/L）．
Ⅲ．數據處理：根據上述實驗數據，進行相關計算．
計算過程：請計算所需雞蛋殼的質量．
IV．實驗反思與評價
誤差分析：實驗中，如有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出，造成計算結果與實際值相比偏�。ㄌ顚憽捌�大”、“偏小”或“不變”）．
實驗操作中，將雞蛋殼搗碎的目的是：增大反應物的接觸面積，使反應充分進行．

Answer 1

分析 （1）熟悉常見儀器的名稱；
（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，并據反應原理書寫方程式；
（3）比較二者反應原理和裝置等，明確反應的優(yōu)點；
（4）氧氣密度比水小，所以應從短管進氣，長管便于排水；
（5）【實驗組裝與準備】①根據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題，解釋造成意外現象的原因；
【實驗設計】
計算過程：
Ⅲ．利用反應的化學方程式，以及二氧化碳的質量，計算所需碳酸鈣的質量，并進而求出雞蛋殼的質量；
IV．實驗反思與評價：
①根據題中所給信息并進行分析，判斷該假設對實驗結果的影響；
②將雞蛋殼搗碎的目的是增大反應物的接觸面積，使反應充分進行．

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，反應的化學方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）用過氧化氫和二氧化錳來制取氧氣相對較好，該方法具有裝置簡單，不需加熱，節(jié)約能源，廢棄物少，產物無毒，產生氧氣速率快的優(yōu)點；
（4）氧氣密度比水小，所以應從短管進氣，長管便于排水；
（5）【實驗組裝與準備】①裝置連接完畢，應進行裝置氣密性的檢查，然后再加入藥品，防止裝置漏氣；
②木條沒熄滅說明可能沒有收集到氣體，觀察裝置圖，長頸漏斗沒伸入液面以下，生成的氣體從長頸漏斗逸出，所以未收集到氣體；
【實驗設計】Ⅲ．二氧化碳的質量 4.4Lⅹ2.0g/L=8.8g 
解：設該雞蛋殼中碳酸鈣的質量為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．實驗中，如有部分生成的二氧化碳氣體因溶解于水而沒有全部逸出，則使測量的二氧化碳體積減少，從而使氣體的質量減少，計算出的碳酸鈣的質量減少，對應的雞蛋殼的質量減少，造成計算結果與實際值相比偏小；
將雞蛋殼搗碎的目的是增大反應物的接觸面積，使反應充分進行；
故答案為：（1）試管；集氣瓶；
（2）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）后者；裝置簡單，不需加熱，節(jié)約能源，廢棄物少，產物無毒，產生氧氣速率快（合理均可）；
（4）b；
（5）【實驗組裝與準備】①檢查裝置的氣密性；
②長頸漏斗下端管口未伸入液面以下，氣體從長頸漏斗逸出；
【實驗設計】Ⅲ．答：需雞蛋殼的質量為12.5 g；
IV．偏小；增大反應物的接觸面積，使反應充分進行．

點評 本題考查的知識比較全面，既考查了實驗室制取氧氣的儀器名稱、由裝置特點選擇反應藥品及其反應的化學方程式書寫等基礎知識，還考查了根據方程式的計算、實驗評價等內容，能綜合考查學生對知識的掌握和應用能力．