Question

7．實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有鎂條、鋅粒、銅片、石灰石、二氧化錳、氯酸鉀、稀硫酸和稀鹽酸，以及如圖甲儀器，回答有關(guān)問題：

（1）寫出儀器A的名稱錐形瓶．
（2）利用上述藥品和儀器制取并收集一瓶氫氣，你選擇的藥品是鋅和稀硫酸，選擇的儀器是ACID（填字母），反應(yīng)的化學(xué)方程式為Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑；只利用上述藥品和儀器還可以制取的另一種氣體是二氧化碳．
（3）小明同學(xué)計(jì)劃設(shè)計(jì)如圖乙所示的裝置測(cè)定空氣中氧氣的含量：其中試管的實(shí)際容積為40mL，注射器的實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好，實(shí)驗(yàn)開始前注射器活塞的前沿在20mL處．假設(shè)此實(shí)驗(yàn)?zāi)軌虬葱∶鞯脑O(shè)想正常進(jìn)行，且白磷所占體積與導(dǎo)管內(nèi)的氣體體積忽略不計(jì)，請(qǐng)回答下列問題：
①若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，燃燒結(jié)束，待試管冷卻后再打開彈簧夾．實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到的現(xiàn)象是：白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，活塞應(yīng)停在20mL-8mL=12mL的刻度處．
②若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，充分反應(yīng)直至燃燒結(jié)束，并待試管冷卻．實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到的現(xiàn)象是：白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處．
③若按小明的設(shè)想進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)際可能會(huì)遇到諸多問題而發(fā)生危險(xiǎn)，造成實(shí)驗(yàn)失�。�例如：白磷量不足或裝置氣密性不好或未冷卻到室溫就讀數(shù)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進(jìn)行分析；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的藥品是鋅和稀硫酸，反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣進(jìn)行分析；
（3）本題是測(cè)定氧氣在空氣中的體積分?jǐn)?shù)的實(shí)驗(yàn)探究，要把空氣中的氧氣消耗掉，在本實(shí)驗(yàn)中用的是過量的白磷，燃燒后的生成物是固體，不需要占很大的空間．本實(shí)驗(yàn)中用的是40mL的試管與實(shí)際容積為60mL且潤(rùn)滑性很好的針筒注射器，并且活塞在20mL處，有助于反應(yīng)結(jié)束后計(jì)算體積．要使本實(shí)驗(yàn)成功，必須注意以下幾點(diǎn)：①裝置的氣密性好；②白磷足量；③必須冷卻到室溫再讀數(shù)．還要注意防止試管受熱不均或氣體體積受熱膨脹過大，從而造成試管炸裂．

解答 解：（1）通過分析題中所指儀器的作用可知，A是錐形瓶；
（2）實(shí)驗(yàn)室制取氫氣的藥品是鋅和稀硫酸，反應(yīng)物是固體和液體，反應(yīng)條件是常溫，所以選擇的儀器是ACID，鋅和稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鋅和氫氣，化學(xué)方程式為：Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，只利用上述藥品和儀器還可以制取的另一種氣體是二氧化碳；
（3）若先夾緊彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，這時(shí)白磷燃燒消耗掉的只是試管內(nèi)的氧氣為40mL×$\frac{1}{5}$=8mL，所以實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到的現(xiàn)象是：白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，活塞應(yīng)停在20mL-8mL=12mL的刻度處；
若不使用彈簧夾，用酒精燈加熱白磷，白磷實(shí)際消耗掉的是試管40mL和注射器內(nèi)20mL的氧氣為（40mL+20mL）×$\frac{1}{5}$=12mL，所以實(shí)驗(yàn)過程中可觀察到的現(xiàn)象是：白磷燃燒，產(chǎn)生大量白煙，活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處；
因?yàn)榘琢自诿荛]容器內(nèi)燃燒產(chǎn)生熱量使氣體膨脹，可能會(huì)使橡膠塞彈出、試管爆裂、不使用彈簧夾可能會(huì)使注射器活塞彈出等，造成實(shí)驗(yàn)失敗．
故答案為：（1）錐形瓶；
（2）鋅和稀硫酸，ACID，Zn+H₂SO₄=ZnSO₄+H₂↑，二氧化碳；
（3）活塞應(yīng)停在20mL-8mL=12mL的刻度處；
活塞應(yīng)停在20mL-12mL=8mL的刻度處；
白磷量不足或裝置氣密性不好或未冷卻到室溫就讀數(shù)．

點(diǎn)評(píng) 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(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件選擇，收集裝置依據(jù)氣體的密度和溶解性選擇．