Question

5．實驗是科學探究的重要手段．請你根據(jù)實驗室提供的儀器和藥品參與實驗室氣體制備的研究與實踐．儀器如圖所示（導管、橡皮塞等未畫出）：

實驗藥品：氯酸鉀、5%雙氧水、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、高錳酸鉀
識別儀器：寫出儀器j的名稱水槽；
比較研究：請?zhí)顚懴卤?br />

制取氣體	反應(yīng)物的狀態(tài)	反應(yīng)條件	收集方法和依據(jù)
氧氣	固體	加熱	排水集氣法	O2難溶于水
二氧化碳	固體和液體	常溫	向上排空氣法	CO2密度比空氣大

實踐研究：
（1）某同學選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣的裝置，該同學選用的藥品是高錳酸鉀；該反應(yīng)的化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；下列是該同學部分實驗操作，其中不合理的是C．
A．先檢查裝置的氣密性，后加藥品
B．先固定試管，后放置酒精燈
C．先將導管伸入集氣瓶，后加熱試管
D．實驗結(jié)束先將導管移出水面，后熄滅酒精燈
（2）四位同學根據(jù)提供的實驗儀器分別設(shè)計了下列四套制取和收集二氧化碳的裝置．

他們對設(shè)計的裝置相互進行了交流評價．其中可能收集不到二氧化碳氣體的裝置是A能夠使反應(yīng)隨時停止和發(fā)生的裝置是D．
（3）制取CO₂的實驗過程中用燃著的木條放在集氣瓶口，木條立即熄滅，證明氣體已集滿．
反思小結(jié)：
氣體制取和收集裝置的選擇依據(jù)．
    發(fā)生裝置------反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件
    收集裝置------氣體密度、氣體溶解性和能否與水反應(yīng)．

Answer 1

分析 【識別儀器】依據(jù)常用儀器回答；
【比較研究】依據(jù)二氧化碳的密度和溶解性確定其收集方法；
【實踐研究】（1）要回答選用藥品，需要分析所選發(fā)生裝置，根據(jù)發(fā)生裝置判斷反采取的反應(yīng)原理，再由反應(yīng)原理來推斷所取用藥品；并據(jù)制取氧氣的實驗步驟分析回答；
（2）結(jié)合實驗室制取二氧化碳的裝置并根據(jù)所給裝置的特點進行評價；
（3）根據(jù)二氧化碳的驗滿方法和收集氣體的裝置選取方法分析解答．

解答 解：【識別儀器】儀器j是水槽；
【比較研究】因二氧化碳的密度比空氣的密度大，且能溶于水，因此收集二氧化碳用向上排空氣法收集；
【實踐研究】（1）選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣的裝置，因選用了酒精燈，故是固體加熱，所以選用的藥品是高錳酸鉀或氯酸鉀，氯酸鉀制取氧氣通常需加入二氧化錳，題目中未給出，故選擇的是高錳酸鉀；方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；先伸入導管再加熱進行反應(yīng)，會造成裝置內(nèi)空氣沒能排出而和氧氣混在一起被收集，收集氧氣不純；故C操作錯誤；
（2）裝置A中發(fā)生裝置部分，玻璃導管幾乎伸到試管底部，加入一定稀鹽酸后，導管口可能被液封，產(chǎn)生的二氧化碳氣體不能排出，故使用此裝置將有可能收集不到二氧化碳氣體；要達到“隨時發(fā)生隨時停止”反應(yīng)的目的，需要解決固體和液體可根據(jù)需要接觸或分離；B裝置無法控制反應(yīng)的停止；裝置C用注射器滴加稀鹽酸，依據(jù)反應(yīng)需要加入鹽酸反應(yīng)開始反應(yīng)，依據(jù)滴加鹽酸的速度可控制反應(yīng)的速率，一旦滴入就要反應(yīng)完畢，而不能使反應(yīng)隨時發(fā)生隨時停止；由于D裝置中盛放碳酸鈣的銅網(wǎng)可上下移動，滿足隨時接觸隨時分離的要求，故可滿足隨進隨止的要求；
（3）制取CO₂的實驗過程中用燃著的木條放在集氣瓶口，木條立即熄滅，證明氣體已集滿．
【反思小結(jié)】氣體制取的發(fā)生裝置應(yīng)根據(jù)反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件來選擇；氣體的收集裝置氣體的密度及氣體的溶解性和能否與水反應(yīng)來選擇．
   故填：溶解性．
故本題答案為：【比較研究】

制取氣體	反應(yīng)物的狀態(tài)	反應(yīng)條件	收集方法和依據(jù)
氧氣	固體	加熱	排水集氣法	O2不易溶于水
二氧化碳	固體和液體	常溫	向上排空氣法	密度比空氣大，能溶于水

（1）高錳酸鉀（或氯酸鉀）；C
（2）A；D；Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)的條件；（10分）
【識別儀器】水槽；

制取氣體	反應(yīng)物的狀態(tài)	反應(yīng)條件	收集方法和依據(jù)
氧氣	固體	加熱	排水集氣法	O2難溶于水
二氧化碳	固體和液體	常溫	向上排空氣法	CO2密度比空氣大且能溶于水

【實踐研究】
（1）高錳酸鉀或氯酸鉀；  2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；  C；
（2）A；  D；
（3）燃著的木條放在集氣瓶口，木條立即熄滅；
【反思小結(jié)】溶解性．

點評 對實驗室制取氣體注意從原理-裝置-操作的相互關(guān)系的角度進行理解與掌握．本題以實驗探究的形式既考查了對課本知識的運用能力，又培養(yǎng)同學們的動腦、動手的能力．