Question

請你根據(jù)提供的實驗儀器和藥品參與實驗室氣體制備的研究與實踐．實驗儀器如下圖所示（導(dǎo)管、橡皮塞、玻璃片等未畫出）：

實驗藥品：二氧化錳、5%雙氧水、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、高錳酸鉀
【比較探究】請?zhí)顚懴卤?br />

制取氣體	反應(yīng)物狀態(tài)	反應(yīng)條件	收集方法和依據(jù)
氧氣	固體	加熱	集氣法	O2不易溶于水
二氧化碳		不需加熱	向上排空氣法

【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    ．
（2）下列是該同學(xué)部分實驗操作，其中不合理的是    ．
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)束先熄滅酒精燈，后將導(dǎo)管移出水面
（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CO₂的化學(xué)方程式    ．
②他們對設(shè)計的裝置相互進(jìn)行了交流評價，其中可能收集不到二氧化碳?xì)怏w的裝置是    ；D裝置能夠使反應(yīng)隨時停止和發(fā)生，若將其中的銅網(wǎng)兜換成鐵絲網(wǎng)，后果是    ．
③若用制取CO₂的正確裝置制氧氣，反應(yīng)的化學(xué)方程式為    ．

Answer 1

【答案】分析：【比較探究】表中需要完成的是收集方法、發(fā)生裝置的選擇及理論依據(jù)．收集裝置有三種：排水集氣法（適用于不溶或難溶于水的且不能與水反應(yīng)的氣體）、向上排空氣法（密度大于空氣）和向下排空氣法（密度小于空氣）；
【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)生裝置判斷采取的反應(yīng)原理，再由反應(yīng)原理來推斷所取用藥品；
（2）關(guān)鍵實驗的注意事項及步驟對操作中的先后進(jìn)行分析；
（3）①實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應(yīng)，其中的碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水和氯化鈣，寫出反應(yīng)的方程式；
②關(guān)鍵發(fā)生裝置的收集裝置的特點及實驗的注意事項分析裝置的正確性；根據(jù)鐵的活動性比銅強分析；
③過氧化氫溶液和二氧化錳的作用產(chǎn)生水和氧氣，寫出反應(yīng)的方程式．
解答：解：【比較研究】因為氧氣不易溶于水，故可以采用產(chǎn)生排空氣法收集；
實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應(yīng)，反應(yīng)物的狀態(tài)屬于固體和液體的反應(yīng)；采取向上排空氣法二氧化碳，說明二氧化錳的密度比空氣大；
【實踐研究】（1）根據(jù)“選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣的裝置”進(jìn)行分析，儀器中出現(xiàn)了f酒精燈和g水槽，可知該同學(xué)制取氧氣的發(fā)生裝置為固體加熱型，則所使用的藥品應(yīng)為高錳酸鉀；收集方法采取了排水集氣法．故答：高錳酸鉀；
（2）A、制取氣體的操作中，在檢查裝置的氣密性確定裝置不漏氣后再加入藥品，以防裝置因漏氣需要更換儀器而造成藥品浪費；故此操作順序正確；
B、固定儀器時一般是“從下向上”的原則，如果不考慮酒精燈就隨意固定試管，可能會出現(xiàn)試管高度過低而放不下酒精燈的情況；當(dāng)然也可能出現(xiàn)試管過高酒精燈火焰不能加熱到試管的情況；故此順序?qū)儆阱e誤操作；
C、先伸入導(dǎo)管再加熱進(jìn)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；故此操作順序錯誤；
D、該同學(xué)是采取排水法收集氧氣的，在收集完成后，應(yīng)先把導(dǎo)管從水中移出再熄滅酒精燈，以防止水倒流；故此操作屬錯誤操作．
故選項為：BCD；
（3）①實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應(yīng)，其中的碳酸鈣和鹽酸反應(yīng)生成二氧化碳、水和氯化鈣，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
②A裝置玻璃導(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?xì)怏w不能排出，則收集不到二氧化碳；其余的都正確；
③過氧化氫溶液和二氧化錳的作用產(chǎn)生水和氧氣，反應(yīng)的方程式為：2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑．
故答案為：【比較探究】排水    固體和液體   密度比空氣大；
【實踐研究】（1）高錳酸鉀；（2）BCD；（3）①CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O； ②A； 制得的氣體中混有氫氣而不純；  ③2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑．
點評：實驗室制取氣體的發(fā)生裝置主要有固-固加熱型和固-液不加熱型，收集裝置主要有排水法、向上排空氣法和向下排空氣法，每種裝置又有許多的組裝方法，要根據(jù)實際需要選擇合適的組裝方法；解此類題的關(guān)鍵還是要熟記常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法及其依據(jù)．