Question

【題目】實驗室制取氣體常用的發(fā)生裝置如圖所示，回答下列問題：

(1)小剛選擇A裝置作為制取氧氣的發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____，小明選擇B裝置也能作為制取氧氣的發(fā)生裝置，其理由是_______。與A裝置相比，B裝置具有的優(yōu)點是_______。

(2)某實驗小組的同學(xué)們在進(jìn)行“二氧化碳的實驗室制取和性質(zhì)”的實驗活動時，選取上述裝置制取二氧化碳?xì)怏w后，產(chǎn)生了許多廢液。于是他們在課外興趣小組活動時對廢液的成分進(jìn)行了如下探究：

[提出問題]廢液的主要成分是什么?

[猜想與假設(shè)]小紅的猜想：廢液中只有CaCl2；小麗的猜想：廢液中還有HCl。

[查閱資料]CaCl2溶液呈中性。

[設(shè)計與實驗]①小紅做了一組對比實驗：取等質(zhì)量的廢液和CaCl2溶液分別于兩支試管中，各滴加2滴酚酞溶液后，發(fā)現(xiàn)溶液都不變色，認(rèn)為自己的猜想是正確的。大家經(jīng)過討論，認(rèn)為小紅的猜想不正確，理由是_______。

② 針對小麗的猜想，同學(xué)們進(jìn)行了如下實驗探究：

實驗方案	一	二	三
實驗操作
預(yù)期的現(xiàn)象	與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比pH＜7	________	白色沉淀
實驗結(jié)論	廢液中含有HCl	廢液中含有HCl	廢液中含有HCl 反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______

③小牛對上述探究活動思考后，認(rèn)為利用酸的化學(xué)性質(zhì)還可以設(shè)計不同方案探究小麗的猜想：

操作步驟	預(yù)期的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取適量廢液于試管中，加入_________	_________	廢液中含有HCl

[解釋與結(jié)論]同學(xué)們根據(jù)以上實驗，討論得出廢液的主要成分是CaCl2和HCl。

[評價與反思]實驗結(jié)束后，同學(xué)們對探究活動進(jìn)行了如下反思：

①小強(qiáng)認(rèn)為方案一中存在操作錯誤，錯誤的操作是______。

②小敏認(rèn)為方案三不足以證明廢液中含有HCl，理由是______。

③大家一致認(rèn)為實驗后的廢液不能直接排放，理由是_______(寫一點)。要想從廢液中得到CaCl2固體，可采用的方法是_______。

Answer 1

【答案】 反應(yīng)物是液體和固體，不需要加熱(答案合理即得分) 操作簡便，節(jié)約能源(答案合理即得分)。 酸性和中性溶液中，酚酞溶液均不變色(或酚酞溶液遇鹽酸不變色)(答案合理即得分) 有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色 加入金屬氧化物(如氧化銅、氧化鐵等)（或堿：如氫氧化銅等)(答案合理即得分) 黑色粉末逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色(現(xiàn)象與所選物質(zhì)相對應(yīng)) pH試紙直接伸入廢液中了 氯化鈣溶液也能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀[或] 腐蝕下水管道(或污染環(huán)境等)(答案合理即得分) 向廢液中加入足量的碳酸鈣固體，充分反應(yīng)后過濾，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶（或?qū)�廢液蒸發(fā)結(jié)晶)。

【解析】

氯酸鉀和二氧化錳加熱生成氯化鉀和氧氣，高錳酸鉀加熱生成錳酸鉀、二氧化錳和氧氣，過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，硝酸銀和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銀沉淀和硝酸。

(1) A裝置為加熱制取氧氣，可用氯酸鉀和二氧化錳制取或高錳酸鉀制取，由于試管口沒有塞棉花，可知反應(yīng)為氯酸鉀和二氧化錳加熱生成氯化鉀和氧氣，故小剛選擇A裝置作為制取氧氣的發(fā)生裝置，反應(yīng)的化學(xué)方程式為，小明選擇B裝置也能作為制取氧氣的發(fā)生裝置，過氧化氫在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，故理由是反應(yīng)物是液體和固體，不需要加熱。與A裝置相比，B裝置具有的優(yōu)點是操作簡便，節(jié)約能源。

(2) [設(shè)計與實驗]酸性溶液和中性溶液不能使無色酚酞試液變色，故大家經(jīng)過討論，認(rèn)為小紅的猜想不正確，理由是酸性和中性溶液中，酚酞溶液均不變色(或酚酞溶液遇鹽酸不變色)。

②金屬鐵能和稀鹽酸反應(yīng)生成淺綠色的氯化亞鐵和氫氣，硝酸銀和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銀沉淀和硝酸。

實驗方案	一	二	三
實驗操作
預(yù)期的現(xiàn)象	與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比pH＜7	有氣泡產(chǎn)生，溶液由無色變?yōu)闇\綠色	白色沉淀
實驗結(jié)論	廢液中含有HCl	廢液中含有HCl	廢液中含有HCl 反應(yīng)的化學(xué)方程式為

③氧化銅和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化銅和水。

操作步驟	預(yù)期的現(xiàn)象	實驗結(jié)論
取適量廢液于試管中，加入金屬氧化物(如氧化銅、氧化鐵等)（或堿：如氫氧化銅等)	黑色粉末逐漸溶解，溶液由無色變?yōu)樗{(lán)色（現(xiàn)象和步驟所填物質(zhì)對應(yīng)）	廢液中含有HCl

①取一小塊試紙在表面皿或玻璃片上，用潔凈的玻璃棒蘸取待測液點滴于試紙的中部，觀察變化穩(wěn)定后的顏色，與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對比，判斷溶液的酸堿性，小強(qiáng)認(rèn)為方案一中存在操作錯誤，錯誤的操作是pH試紙直接伸入廢液中了。

②小敏認(rèn)為方案三不足以證明廢液中含有HCl，理由是氯化鈣溶液也能與硝酸銀溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀（或）。

③廢液具有腐蝕性，流入下水道會腐蝕下水道，故大家一致認(rèn)為實驗后的廢液不能直接排放，理由是腐蝕下水管道(或污染環(huán)境等)。碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，故要想從廢液中得到CaCl2固體，可采用的方法是向廢液中加入足量的碳酸鈣固體，充分反應(yīng)后過濾，將濾液蒸發(fā)結(jié)晶（或?qū)�廢液蒸發(fā)結(jié)晶)。