Question

15．請你根據(jù)提供的實驗儀器和藥品參與實驗室制備氧氣和二氧化碳的研究與實踐，并將下列空白填寫完整．實驗儀器如圖所示（導(dǎo)管、橡皮塞等未畫出）．

寫出以下實驗儀器的名稱e量筒； h錐形瓶；i長頸漏斗．
實驗藥品：氯酸鉀和二氧化錳、5%雙氧水、碳酸鈣、稀鹽酸、稀硫酸．
【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

【實踐研究】
（1）某同學(xué)選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣的裝置，該同學(xué)選用的藥品是高錳酸鉀，
反應(yīng)的化學(xué)方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（2）下列是該同學(xué)部分實驗操作，其中不合理的是C，此操作會導(dǎo)致收集的氧氣不純．
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(dǎo)管伸入集氣瓶，后加熱試管     D．實驗結(jié)束先將導(dǎo)管移出水面，后熄滅酒精燈
（3）四位同學(xué)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．

①寫出實驗室制取二氧化碳的反應(yīng)原理CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
實驗室常用澄清的石灰水來檢驗CO₂氣體，請寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O．
②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；
③B裝置中的長頸漏斗底端要伸入液面以下形成液封．
④C裝置中的注射器可以隨時添加液體藥品并且能控制反應(yīng)的速率．
⑤D裝置的最大優(yōu)點是可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止．
【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--由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件決定
收集裝置-由氣體密度和氣體溶解性決定．

Answer 1

分析 根據(jù)實驗室常用儀器的名稱和題中所指儀器的作用進行分析；
根據(jù)實驗室制取二氧化碳常用碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)進行分析；
【比較研究】根據(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；
（3）①根據(jù)碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳進行分析；
根據(jù)氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水進行分析；
②根據(jù)對裝置進行評價，本題要對裝置正確性--能利用該裝置完成制取實驗--進行評價，對裝置優(yōu)點--隨時發(fā)生隨時停止--進行評價；
③根據(jù)B裝置中的長頸漏斗底端要伸入液面以下，形成液封，防止二氧化碳從長頸漏斗逸出進行分析；
④根據(jù)C裝置中的注射器可以隨時添加液體藥品并且能控制反應(yīng)的速率進行分析；
⑤根據(jù)D裝置中上下移動銅絲，可以實現(xiàn)固體和液體分離，最大優(yōu)點是可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止進行分析；
【反思小結(jié)】根據(jù)發(fā)生裝置--由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件決定，收集裝置-由氣體密度和氣體溶解性決定進行分析．

解答 解：通過分析題中所指儀器的作用可知，e是量筒，h是錐形瓶，i是長頸漏斗；
實驗室制取二氧化碳常用碳酸鈣和稀鹽酸反應(yīng)，所以實驗藥品：氯酸鉀和二氧化錳、5%雙氧水、碳酸鈣、稀鹽酸、稀硫酸；
【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，化學(xué)方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）先伸入導(dǎo)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，此操作會導(dǎo)致收集的氧氣不純；
（3）①碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成氯化鈣、水和二氧化碳，化學(xué)方程式為：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
氫氧化鈣和二氧化碳反應(yīng)生成碳酸鈣沉淀和水，化學(xué)方程式為：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
②裝置A中發(fā)生裝置部分，玻璃導(dǎo)管幾乎伸到試管底部，加入一定稀鹽酸后，導(dǎo)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；
③B裝置中的長頸漏斗底端要伸入液面以下，形成液封，防止二氧化碳從長頸漏斗逸出；
④C裝置中的注射器可以隨時添加液體藥品并且能控制反應(yīng)的速率；
⑤D裝置中上下移動銅絲，可以實現(xiàn)固體和液體分離，最大優(yōu)點是可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；
【反思小結(jié)】發(fā)生裝置--由反應(yīng)物的狀態(tài)和反應(yīng)條件決定，
收集裝置-由氣體密度和氣體溶解性決定．
故答案為：量筒，錐形瓶，長頸漏斗；
碳酸鈣，稀鹽酸；
【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

；
【實踐研究】（1）高錳酸鉀，2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）C，收集的氧氣不純；
（3）①CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
②A；
③伸入液面以下，液封；
④反應(yīng)的速率；
⑤可以控制反應(yīng)的發(fā)生和停止；
【反思小結(jié)】狀態(tài)，反應(yīng)條件，
溶解性．

點評 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．