Question

2．小強和幾位同學在實驗室用下列裝置制取幾種氣體．

（1）寫出圖中的儀器名稱：③長頸漏斗，④錐形瓶．
（2）小強想用氯酸鉀制取較純凈的氧氣，他應選擇的發(fā)生裝置為A（填字母）收集裝置為D，寫出該反應的化學方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，加熱時試管口要略向下傾斜的原因是防止冷凝水倒流引起試管炸裂．收集完畢后要先從水槽中移出導管，再熄滅酒精燈．收集后經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)氧氣中含有少量空氣的原因有集氣瓶內(nèi)未裝滿水（合理均可）．
（3）小翔選用B和C裝置制取氧氣，寫出反應的化學方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，制取氣體時，儀器③的下端必須伸入到液面以下；用C裝置收集氧氣時，導管伸入到接近集氣瓶底部的原因是便于排盡空氣，驗滿氧氣的方法是將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃則滿．
（4）小明通過查閱資料得知：①二氧化碳是一種密度比空氣大且能溶于水的氣體；②實驗室用大理石固體和稀鹽酸反應制二氧化碳．則實驗室制取二氧化碳的裝置組合為BC（填字母）．如何檢驗生成的氣體為二氧化碳CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O（用化學方程式表示）．
（5）小李同學欲通過實驗證明“二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑”這一命題．他設計并完成了下表所示的探究實驗：

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	各步驟結論
實驗一	將氯酸鉀加熱，直至融化，伸入帶火星的木條，	木條復燃	氯酸鉀受熱直至融化才分解產(chǎn)生氧氣，但是時間較長、溫度較高．
實驗二	加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，	木條不復燃	二氧化錳受熱不產(chǎn)生氧氣．
實驗三	將MnO2與KClO3的混合物加熱，只需稍微加熱，伸入帶火星的木條，	木條迅速復燃	混合物稍微受熱分解迅速產(chǎn)生氧氣，

總結：二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑．
①請你幫小明同學填寫上表中未填完的空格；
②在小明的探究實驗中，實驗一和實驗二起的作用是對比（或比照等）；
③小英同學認為僅由上述實驗還不能完全得出表內(nèi)“總結”，她補充設計了兩個方面的探究實驗，最終完成了對“命題”的實驗證明．第一方面的實驗操作中包含了兩次稱量，其目的是：比較MnO₂在KClO₃分解前后的質量；第二方面的實驗是從反應后的剩余物中分離出的黑色物質再與氯酸鉀混合加熱，其目的是：驗證從反應后的剩余物中分離出的物質是否能加快KClO₃的分解．

Answer 1

分析 （1）據(jù)常用儀器回答；
（2）氯酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，收集純凈的氧氣用排水法，并據(jù)反應原理書寫方程式，據(jù)實驗注意事項分析解答；
（3）B裝置是固液常溫型制取氣體的發(fā)生裝置，利用過氧化氫制取氧氣可用此發(fā)生裝置，據(jù)反應原理書寫方程式，長頸漏斗下端要伸入液面以下，防止生成的氧氣從長頸漏斗逸出；排空氣法導管接近集氣瓶底部是為了排盡瓶內(nèi)空氣，驗滿氧氣的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復燃進行判斷；
（4）實驗室用大理石固體和稀鹽酸反應制二氧化碳屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；檢驗二氧化碳用澄清石灰水，據(jù)反應原理書寫方程式；
（5）①根據(jù)實驗目的：要證明證明“二氧化錳是氯酸鉀受熱分解的催化劑”，所以要加熱二者的混合物；并根據(jù)實驗現(xiàn)象、結論分析填表；
②根據(jù)對比實驗的探究方法回答．
③根據(jù)催化劑的定義和特點回答．

解答 解：（1）標號儀器分別是長頸漏斗和錐形瓶；
（2）氯酸鉀制取氧氣屬于固體加熱型，故選發(fā)生裝置A，收集純凈的氧氣用排水法，氯酸鉀在二氧化錳的催化作用下生成氯化鉀和氧氣，反應的化學方程式為：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；加熱時試管口要略向下傾斜是為了防止冷凝水倒流引起試管炸裂；收集完畢后要先移導管后熄燈，防止水倒吸入熱的試管引起試管炸裂．收集后經(jīng)檢驗發(fā)現(xiàn)氧氣中含有少量空氣，可能的原因有集氣瓶未裝滿水，混入空氣，也可能是未等氣泡連續(xù)、均勻冒出就立即收集，導致試管內(nèi)的空氣進入集氣瓶；
（3）B裝置是固液常溫型制取氣體的發(fā)生裝置，利用過氧化氫制取氧氣可用此發(fā)生裝置，反應的化學方程式為2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；長頸漏斗下端要伸入液面以下，防止生成的氧氣從長頸漏斗逸出；排空氣法導管接近集氣瓶底部是為了排盡瓶內(nèi)空氣，驗滿氧氣的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復燃進行判斷；
（4）實驗室用大理石固體和稀鹽酸反應制二氧化碳屬于固液常溫型，故選發(fā)生裝置B，二氧化碳密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；檢驗二氧化碳用澄清石灰水，二氧化碳與石灰水的主要成分氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和水，反應的化學方程式是：CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（5）①實驗三要看二氧化錳在氯酸鉀分解反應中是否起催化作用，所以要加熱二者的混合物；只加熱氯酸鉀，要加熱到熔化才有少量氧氣放出，說明生成氧氣的速率較慢，且須加熱到較高的溫度；實驗二：加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，木條不復燃，說明加熱二氧化錳不能生成氧氣；
②實驗一和實驗二是對比實驗，通過對比得出二氧化錳的作用；
③催化劑的特點是“一變，兩不變”，即反應速率變，質量和化學性質不變，要證明物質是催化劑，必須同時驗證這三點，所以在證明了二氧化錳能改變氯酸鉀分解的反應速率之外，還需要比較MnO₂在KClO₃分解前后的質量；第二方面：驗證從反應后的剩余物中分離出的物質是否能加快KClO₃的分解，即化學性質是否改變；
故答案為：（1）長頸漏斗；錐形瓶；
（2）A；D；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；防止冷凝水倒流引起試管炸裂；水槽中移出導管；熄滅酒精燈；集氣瓶內(nèi)未裝滿水（合理均可）；
（3）2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；伸入到液面以下；便于排盡空氣；將帶火星的木條放在集氣瓶口，木條復燃則滿；
（4）CO₂+Ca（OH）₂=CaCO₃↓+H₂O；
（5）①

	實驗操作	實驗現(xiàn)象	各步驟結論
實驗一	將氯酸鉀加熱，直至融化，伸入帶火星的木條，	木條復燃	氯酸鉀受熱直至融化才分解產(chǎn)生氧氣，但是 時間較長、溫度較高．
實驗二	加熱二氧化錳，伸入帶火星的木條，	木條不復燃	二氧化錳受熱不產(chǎn)生 氧氣．
實驗三	將MnO2與KClO3的混合物加熱，只需稍微加熱，伸入帶火星的木條，	木條迅速復燃	混合物稍微受熱分解迅速產(chǎn)生氧氣，

②對比（或比照等）；
③比較MnO₂在KClO₃分解前后的質量；驗證從反應后的剩余物中分離出的物質是否能加快KClO₃的分解．

點評 本題考查知識綜合，很好的考查了實驗室制取氧氣的反應原理、裝置選取、注意事項、二氧化碳的檢驗及對催化劑概念的理解等知識，較好考查了學生分析、解決問題的能力．