Question

9．甲、乙兩小組同學分別用下圖所示裝置（夾持儀器已略去）做興趣實驗
（1）甲組實驗：
①在A裝置的錐形瓶中加入大理石，向長頸漏斗中注入稀鹽酸，A中反應的化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②連接A、B裝置，打開a、c，關閉b，向B中集氣瓶內充入氣體，檢驗集氣瓶中氣體已收集滿的方法是將燃著的木條放在c右端的導管口處，若熄滅則氣體已集滿．
③關閉a、c，打開b，用冷毛巾捂住B中集氣瓶，一段時間后，觀察到B裝置中的現象是燒杯中的無色液體沿導管進入到集氣瓶中（或形成噴泉），B中反應的化學方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．
（2）乙組實驗：
【資料】氯化氫氣體和氨氣均極易溶于水，且兩者反應生成白色固體氯化銨（NH₄Cl）．
①在c右端的導管口套一個氣球，在A的錐形瓶中放入濃鹽酸，向長頸漏斗中注入濃硫酸，有HCl氣體產生，待A中的空氣被排凈后，連接A、B裝置，打開a、c，關閉b，氣球微微鼓起．產生HCl氣體的原因是濃硫酸溶于水會放出大量熱，使濃鹽酸中的HCl氣體溶解度減小，導致HCl氣體逸出．
②關閉a，將A中的藥品替換為NaOH固體和濃氨水，待A中的空氣被排凈后，連接A、B裝置，打開a，一段時間后關閉a，B中集氣瓶內有白煙產生．冷卻至室溫后氣球恢復原狀．關閉c打開b，B中導管內的液面無任何變化．產生上述現象的原因是NH₃和HCl恰好完全反應，集氣瓶內的氣壓與外界大氣壓相等．

Answer 1

分析 （1）甲組實驗：大理石的主要成分碳酸鈣與鹽酸反應時放出氣體二氧化碳，二氧化碳氣體密度大于空氣，收集時從集氣瓶底部開始慢慢充滿集氣瓶，當有二氧化碳從上方導管排出時，集氣瓶內二氧化碳已收集滿；若向集氣瓶內加入少量氫氧化鈉溶液，瓶內二氧化碳被吸收而使壓強減小，會使氫氧化鈉溶液不斷進入；
（2）乙組實驗：把濃硫酸加入濃鹽酸中，濃硫酸遇水放出的熱會加快濃鹽酸的揮發，而產生大量HCl氣體；HCl氣體的進入使瓶內壓強增大，觀察到氣球膨脹；當把氫氧化鈉與濃氨水混合產生的氨氣也通入集氣瓶時，氨氣與瓶內HCl氣體反應形成固體氯化銨，觀察到出現白煙，由于兩氣體的不斷反應而會使瓶內氣體又減少，壓強漸漸接近外界大氣壓，觀察到氣球恢復原狀．

解答 解：（1）①大理石中的碳酸鈣與鹽酸反應，生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學方程式為CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②二氧化碳從a管進入，瓶內空氣從位于上部的導管b排出，二氧化碳密度大于空氣會從底部逐漸充滿瓶子，因此，當有二氧化碳氣體從b管排出時說明瓶內已收集滿二氧化碳，因此可用燃燒的木條放在b導管口，木條熄滅則可證明二氧化碳已收集滿；
③用冷毛巾捂住B中集氣瓶，瓶內二氧化碳氣體遇冷收縮引起燒杯內的氫氧化鈉溶液進入集氣瓶，進入瓶內的氫氧化鈉溶液吸收二氧化碳而使瓶內氣體減少，燒杯內氫氧化鈉溶液則會更多地流入集氣瓶，反應的化學方程式為2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）①濃鹽酸具有揮發性，當向濃鹽酸中加入濃硫酸時，濃硫酸遇到溶液中的水而放出大量的熱，使氣體HCl的溶解度減小，加劇濃鹽酸的揮發，而產生大量HCl氣體；
②NaOH固體和濃氨水混合后，產生大量的氨氣，氨氣與集氣瓶內的HCl氣體發生反應生成固體氯化銨，當通入的氨氣恰好與瓶內HCl氣體完全反應時，瓶內壓強恢復至原來的壓強而與外界大氣壓強相等，因此氣球恢復至原狀，燒杯內氫氧化鈉溶液不能流入集氣瓶中；
故答案為：
（1）①CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②將燃著的木條放在c右端的導管口處，若熄滅則氣體已集滿；
③燒杯中的無色液體沿導管進入到集氣瓶中（或形成噴泉）；2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；
（2）①濃硫酸溶于水會放出大量熱，使濃鹽酸中的HCl氣體溶解度減小，導致HCl氣體逸出；
②NH₃和HCl恰好完全反應，集氣瓶內的氣壓與外界大氣壓相等．

點評 準確理解改進的收集裝置的作用，進而掌握該改進裝置的使用，這是解答本實驗題所需要具有的實驗能力．