Question

3．我們已經(jīng)學過實驗室制取O₂、CO₂兩種氣體的反應原理、制取與收集方法，請你歸納出實驗室制取這兩種氣體反應的共同點CD（填序號）．
A．需要加熱  B．需用催化劑    C．沒有氣體參加反應  D．生成的氣體只有一種
（1）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和實踐，實驗儀器如圖1所示（導管和橡皮塞等未畫出）．

實驗藥品：6%雙氧水、大理石、稀鹽酸、高錳酸鉀、二氧化錳
【比較研究】請?zhí)顚懴卤?br />

制取	反應物狀態(tài)	反應條件	收集方法和依據(jù)
氧氣	固體	加熱	排水集氣法	O2不易溶于水且不與水反應
二氧化碳	固體和液體	常溫		CO2密度大于空氣且不與空氣反應

【實踐研究】
（2）某同學選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣裝置，該同學反應所用原理為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑（用符號表達式表示）．下列是該同學部分操作，其中不合理是BC．
A．先檢查裝置氣密性，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．實驗結束先將導管移出水面，后熄滅酒精燈
（3）四位同學根據(jù)提供的實驗儀器，分別設計了如圖2所示四套制取和收集二氧化碳的裝置．
實驗室制取二氧化碳的符號表達式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O，四位同學對設計裝置相互進行了交流評價．其中可能收集不到二氧化碳裝置是A；能夠使反應隨時停止和發(fā)生的裝置是D．
【反思小結】氣體制取和收集裝置的選擇依據(jù)：
發(fā)生裝置--反應物的狀態(tài)和反應條件
收集裝置--氣體的密度、氣體的溶解性和化學性質(zhì)中的不與空氣發(fā)生反應
【拓展應用】：某同學還設計了如圖3所示制取并驗證氣體性質(zhì)的裝置（K₁ K₂為玻璃導管上開關）
（4）當打開K₁，關閉K₂時，用Ⅰ、Ⅱ裝置可直接進行的實驗是B
A．大理石與稀鹽酸反應制二氧化碳
B．鋅與稀鹽酸反應制氫氣（反應不需加熱）
C．氯酸鉀和二氧化錳混合制氧氣
（5）小李同學認為在不改變Ⅰ、Ⅱ裝置的儀器和位置的前提下，該裝置可用于雙氧水制氧氣，他的做法是在II裝置內(nèi)裝滿水后再進行制�。�

Answer 1

分析 通過實驗室制取O₂、CO₂兩種氣體的反應原理、制取與收集方法分析解答；
（1）CO₂密度大于空氣且不與空氣反應，所以可用向上排空氣法收集；
（1）根據(jù)發(fā)生裝置判斷反采取的反應原理，并對操作中的先后進行分析，要熟悉實驗中常見問題；
（3）據(jù)反應原理書寫符號表達式，并結合裝置特點進行判斷；
由上可知：收集裝置可據(jù)氣體的密度、氣體的溶解性和不與空氣反應進行選擇；
（4）實驗室是用鋅與稀硫酸反應制取氫氣的；是用石灰石和稀鹽酸來制取二氧化碳的，因此不需要加熱．根據(jù)裝置II，進入氣體的導管比較短，因此可以用來收集氫氣；
（5）該裝置還可用于雙氧水制取氧氣，由于氧氣的密度比空氣大，但比水小，因此裝置II需要改進，改用排水法收集氧氣．

解答 解：通過實驗室制取O₂、CO₂兩種氣體的反應原理、制取與收集方法分析，過氧化氫制取氧氣與二氧化碳的實驗室制取方法相同的地方：反應物為固液型，反應條件為不需加熱，生成的氣體密度比空氣大，且都生成的氣體只有一種；
（1）CO₂密度大于空氣且不與空氣反應，所以可用向上排空氣法收集；
（2）選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣裝置，說明是用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，反應的符號表達式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
A．制取氣體時要先檢查裝置氣密性，后加藥品，防止裝置漏氣，正確；
B．在組裝裝置時按照從左到右，從下到上的順序，要根據(jù)酒精燈的高度確定試管的高度，故B錯誤；
C．先加熱試管，待氣泡連續(xù)、均勻冒出再開始收集，因為開始出來的氣體中混有裝置內(nèi)的空氣，故C錯誤；
D．實驗結束先將導管移出水面，后熄滅酒精燈，防止水倒吸引起試管炸裂，正確；
（3）實驗室制取二氧化碳用大理石和稀鹽酸反應，反應的符號表達式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
他們對設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，導管伸入試管內(nèi)太長，不利于氣體導出；能夠使反應隨時停止和發(fā)生的裝置是  D，可通過上下移動銅絲使反應發(fā)生和停止；
【反思小結】
由上可知：收集裝置據(jù)氣體密度、氣體溶解性和化學性質(zhì)中的 不與空氣反應進行判斷；
（4）當打開K₁，關閉K₂時，用Ⅰ、Ⅱ裝置可直接進行的實驗是制取氫氣，是由于裝置II中，進入氣體的導管比較短，因此只能收集密度比空氣小的氣體，故可利用鋅與稀硫酸反應制取氫氣； 
（5）如果要收集氧氣就必須改成排水法，因為氧氣密度比空氣大，不能從導管進氣，可在II裝置內(nèi)裝滿水后再進行制�。�
故答案為：
CD；
（1）向上排空氣法；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；BC；
（3）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+CO₂↑+H₂O；D；
【反思小結】不與空氣發(fā)生反應；
（4）B；
（5）在II裝置內(nèi)裝滿水后再進行制取．

點評 對實驗室制取氣體注意從原理-裝置-操作的相互關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．