Question

某興趣小組利用下圖裝置探究制取氣體的原理、方法及性質．結合裝置圖，回答問題：

（1）寫出圖中標號儀器的名稱：a

長頸漏斗

，b

集氣瓶

．
（2）實驗室用排水法收集O₂，當看到

瓶口有氣泡產生

時認為b中集滿了O₂，后續操作是

在水下用玻璃片（粗糙一片）蓋住瓶口

，然后將b從E中取出后正放于實驗桌上，發現蓋好的玻璃片很容易滑動，原因是

集氣瓶內氣壓大于外界大氣壓

．
（3）如果改用F裝置收集O₂，證明已經收集滿O₂的方法是將

帶火星

的木條放在

c

導管口（選“c”或“d”），觀察是否復燃；
（4）在B中用塊狀石灰石與過量稀鹽酸充分反應后，過濾反應后的混合物，并向40g濾液中逐滴滴入碳酸鈉溶液，同時用pH數字探測儀連續監測，得到如下圖圖1的曲線：（已知：CaCl₂溶液呈中性）
①CD段所對應溶液中含有的陰離子主要是

CO₃^2ˉ、Clˉ

．
②BC段的反應生成了白色沉淀，寫出該反應的化學方程式，并根據圖2選擇合適的數據計算所用碳酸鈉溶液的溶質質量分數．（寫出計算過程）

Answer 1

分析：（1）根據裝置中所指定儀器的圖示，寫出該儀器的名稱；
（2）實驗室用排水法收集O₂，當看到瓶口有氣泡產生時，說明水被排了了，氣體收集滿；為防止氣體的溢出，應該在水下用玻璃片（粗糙一片）蓋住瓶口；根據氣壓分析；
（3）驗滿氧氣用帶火星的木條，收集時根據氧氣的密度比空氣大，從長管進入，空氣從短管排出；
（4）①根據鹽酸過量，所以濾液中有鹽酸和氯化鈣，逐滴滴入碳酸鈉，AB段是碳酸鈉和過量的鹽酸反應，BC段是碳酸鈉和氯化鈣反應產生碳酸鈣沉淀，CD段是碳酸鈉過量，溶液顯堿性；②根據BC段是碳酸鈉和氯化鈣反應產生的沉淀計算碳酸鈉的質量，再根據溶質質量分數的公式計算出碳酸鈉的質量分數．

解答：解：（1）a是長頸漏斗    b是集氣瓶；
（2）實驗室用排水法收集O₂，當看到瓶口有氣泡產生時，說明水被排了了，氣體收集滿；為防止氣體的溢出，應該在水下用玻璃片（粗糙一片）蓋住瓶口；因為收集滿氧氣的集氣瓶內的氣壓大于外界大氣壓，所以發現蓋好的玻璃片很容易滑動；
（3）驗滿氧氣用帶火星的木條放在集氣瓶口看是否復燃，用該裝置收集時根據氧氣的密度比空氣大，氧氣從長管進入，空氣從短管排出，到收集滿時，氧氣就會從c管排出，故帶火星的木條應該放在c導管口，看是否復燃；
（4）①CD段溶液顯堿性，是碳酸鈉過量，故含有碳酸根離子（CO₃^2ˉ），碳酸鈉和過量的鹽酸、氯化鈣反應均產生氯化鈉，故溶液中一定含有氯離子（Clˉ）；
②段是碳酸鈉和氯化鈣完全反應產生了 5g碳酸鈣沉淀可以計算碳酸鈉的質量，再根據溶質質量分數的公式計算出碳酸鈉的質量分數．
解：設生成 5g碳酸鈣需要碳酸鈉的質量為X
CaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+CaCO₃↓
       106          100
         X          5g
     

106

X

=

100

5g

∴X=5.3g
碳酸鈉的質量分數=

5.3g

75g-25g

×100%=10.6%
答：所用碳酸鈉溶液的溶質質量分數為10.6%．
故答案為：（1）a是長頸漏斗    b是集氣瓶
（2）瓶口有氣泡產生；在水下用玻璃片（粗糙面）蓋住瓶口；集氣瓶內氣壓大于外界大氣壓
（3）帶火星；c
（4）①CO₃^2ˉ、Clˉ
 ②解：設生成 5g碳酸鈣需要碳酸鈉的質量為X
CaCl₂+Na₂CO₃═2NaCl+CaCO₃↓
       106          100
         X          5g
     

106

X

=

100

5g

∴X=5.3g
碳酸鈉的質量分數=

5.3g

75g-25g

×100%=10.6%
答：所用碳酸鈉溶液的溶質質量分數為10.6%．

點評：本題雖然是有關氣體的制取，但考查的重點是有關操作注意事項的細節考查，也是學生實驗操作能力的體現；計算題關鍵是能夠讀準坐標中每一段的含義．