三、实验题(本题包括4小题,共35分)
20.(12分)化学是以实验为基础的学科,开展实验探究是学习化学的重要手段。

(1) E装置中仪器①的名称为
水槽
。
(2) 实验室选用A制取氧气,产生氧气的化学方程式为
$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$
。
(3) 若用F装置采用排空气法收集氧气,气体应从导管
b
(填“a”或“b”)端通入,从另一端排出空气。
(4) 实验室常用大理石和稀盐酸制取二氧化碳,可选用的发生和收集装置是
B、D
(填字母,从A~E中选)。
(5) 实验室制取$\ce{CO_{2}}$时,要求能随时控制反应的发生与停止,则可选择的发生装置有
Ⅱ、Ⅲ
(填装置编号,从Ⅰ~Ⅳ中选);装置Ⅳ中小试管起到节约液体药品和
液封
的作用。
(6) 在实验室中,集气瓶被称作“万能瓶”,用它可以组装成多种用途的装置,请根据下图中各个装置的特点回答问题。

① 若要测量生成$\ce{CO_{2}}$的体积,应选用
K
(填装置编号,下同)装置。
② 若要除去$\ce{CO}$中的少量$\ce{CO_{2}}$,同时收集较纯净的$\ce{CO}$,应选用
J
装置。
(7) 实验室用10 g含杂质20%的大理石(已知杂质不参加反应)与足量的稀盐酸反应,理论上可生成$\ce{CO_{2}}$多少克?(写出计算过程)
解析:
【分析】
本题为化学实验综合题,需结合常见仪器识别、气体制备原理、装置选择依据、实验装置用途及化学方程式计算等知识点逐一分析:
1. 仪器识别类:直接记忆常见实验仪器名称;
2. 氧气制备:根据发生装置类型(固体加热型,无棉花)确定反应原理;
3. 排空气法收集气体:依据气体密度与空气密度的大小关系确定进气端;
4. 二氧化碳制备装置:根据反应物状态和反应条件选发生装置,依据气体性质选收集装置;
5. 可控反应装置:分析装置能否通过压强变化实现固液分离,小试管作用从节约药品和防漏气角度考虑;
6. 万能瓶用途:测量气体体积需排水法,除杂并收集CO需利用NaOH溶液吸收CO₂且收集CO;
7. 化学方程式计算:先算纯碳酸钙质量,再根据反应方程式列比例式计算二氧化碳质量。
【解析】
(1) E装置中仪器①为实验室常见的水槽;
(2) A装置为固体加热型发生装置,且试管口无棉花,适用于氯酸钾在二氧化锰催化、加热条件下分解制取氧气,化学方程式为$\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$;
(3) 氧气密度比空气大,用F装置排空气法收集时,气体应从长导管b端通入,空气从短导管a端排出;
(4) 大理石(固体)和稀盐酸(液体)反应不需要加热,发生装置选B;二氧化碳密度比空气大且能溶于水,收集装置选向上排空气法D,故选用的发生和收集装置为B、D;
(5) 能随时控制反应发生与停止的装置为Ⅱ、Ⅲ;装置Ⅳ中小试管可节约液体药品,同时起到液封作用,防止气体从长颈漏斗逸出;
(6) ①测量生成$\ce{CO_{2}}$的体积,需用排水法($\ce{CO_{2}}$在饱和碳酸氢钠溶液中溶解度小),应选用装置K;②除去$\ce{CO}$中的少量$\ce{CO_{2}}$,用NaOH溶液吸收$\ce{CO_{2}}$,同时收集较纯净的$\ce{CO}$,应选用装置J;
(7) 计算过程:
设理论上可生成二氧化碳的质量为x。
大理石中纯$\ce{CaCO_{3}}$的质量为:$10\ \mathrm{g}×(1-20\%)=8\ \mathrm{g}$
$\ce{CaCO_{3} + 2HCl = CaCl_{2} + H_{2}O + CO_{2}\uparrow}$
100 44
$8\ \mathrm{g}$ x
$\dfrac{100}{44}=\dfrac{8\ \mathrm{g}}{x}$
$x=3.52\ \mathrm{g}$
【答案】
(1) 水槽;
(2) $\ce{2KClO_{3}\xlongequal[\Delta]{MnO_{2}} 2KCl + 3O_{2}\uparrow}$;
(3) b;
(4) B、D;
(5) Ⅱ、Ⅲ;液封;
(6) ① K;② J;
(7) 3.52 g。
【知识点】
常见仪器名称;气体制备装置选择;化学方程式计算
【点评】
本题综合考查化学实验基础,涵盖仪器识别、气体制备与收集、装置用途及化学计算,题型常规,侧重基础知识应用,需学生熟练掌握实验原理和装置特点。
【难度系数】
0.6