Question

某化學課外活動小組進行了一系列的實驗探究，請按要求回答：

（1）小強想用高錳酸鉀制取純凈的氧氣，他應選擇上述裝置中的

 

（填字母）進行組裝．你認為A裝置中還缺少

 

 該反應的符號表達式為

 

．當氧氣收集滿并取出集氣瓶后，停止該實驗的正確操作步驟是先

 

后

 

（2）對用高錳酸鉀制取O₂后的固體殘渣，屬于

 

（填“純凈物或混合物”），通過以下四步實驗操作可回收二氧化錳．正確操作的先后順序是

 

（填寫選項序號） 
A．烘干          b．溶解       c．過濾           d．洗滌
（提醒：錳酸鉀能溶于水，二氧化錳難溶于水）
濾液蒸發(fā)結(jié)晶可得到錳酸鉀晶體，在蒸發(fā)操作中玻璃棒的作用是

 

（3）實驗室制取和收集CO₂ 時應選用

 

裝置反應的符號表達式是

 

，小紅同學制取CO₂后，準備在F中盛裝某種有色溶液檢驗CO₂，該試劑的名稱是

 

在瓶中發(fā)生反應的符號表達式是

 

，小明同學探究B裝置時，對此裝置作了改進，改進的裝置如圖所示．改進后該裝置的優(yōu)點是

 

（4）實驗室在常溫下用塊狀電石與水反應制取微溶于水的乙炔氣體，該反應必須嚴格控制加水速度，以免劇烈反應放熱引起發(fā)生裝置炸裂．你認為B裝置應如何改進才符合要求

 

（5）如圖是實驗室常用的兩個氣體制備、收集、凈化的多種功能裝置．

①若制備的氣體是氧氣，Y是黑色粉末，則甲中反應的符號表達式為：

 

②若A、C端相連制取并收集氧氣，須將裝置乙處理

 

．
③若X是稀鹽酸、Y是石灰石，用甲、丙裝置組成制取收集CO₂氣體的系列裝置．用丙裝置收集CO₂，丙中植物油的作用

 

，用讀取量筒中水的體積可得知氣體的體積，讀得量筒里水的體積注意事項

 

、

 

．

Answer 1

考點：常用氣體的發(fā)生裝置和收集裝置與選取方法,量氣裝置,實驗室制取氧氣的反應原理,制取氧氣的操作步驟和注意點,二氧化碳的實驗室制法,二氧化碳的化學性質(zhì),書寫化學方程式、文字表達式、電離方程式

專題：常見氣體的實驗室制法、檢驗、干燥與凈化

分析：（1）從用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，在生成氧氣的同時，還有錳酸鉀和二氧化錳生成，反應需要加熱，用排空氣法收集時，外界的空氣會進入集氣瓶導致收集的氧氣不純，而排水法是一個相對密閉的環(huán)境，收集到的氧氣較為純凈；制取氧氣時，由于高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導管繼續(xù)進入水槽，使水槽中的水變紅，為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，往往會要試管口放一棉花團；實驗結(jié)束，停止加熱時要先把導管移出水面去分析解答；
（2）對用高錳酸鉀制取O₂后的固體殘渣，完全反應后物質(zhì)是錳酸鉀和二氧化錳，所以根據(jù)物理性質(zhì)的不同可以分離，加水溶解后，二氧化錳留在濾紙上，錳酸鉀進入濾液，然后蒸發(fā)結(jié)晶即可；濾液蒸發(fā)結(jié)晶可得到錳酸鉀晶體，在蒸發(fā)操作中玻璃棒的作用是邊加熱邊攪拌，防止局部溫度過高，造成液體飛濺
（3）發(fā)生裝置的選擇要看反應物的狀態(tài)和反應條件；收集裝置的選擇要看氣體的密度和溶解性；據(jù)反應原理寫出符號表達式；二氧化碳與水反應生成碳酸，能使紫色的石蕊試液變紅色；改進后該裝置的優(yōu)點是能隨時控制反應的發(fā)生與停止；
（4）利用分液漏斗的作用來改裝，分液漏斗的優(yōu)點就是能控制滴加液體的速度；
（5）若制備的氣體是氧氣，Y是黑色粉末，推測Y為二氧化錳，則用雙氧水制取氧氣，故可書寫化學方程式；根據(jù)實驗室用碳酸鈣與稀鹽酸反應制取并收集CO₂氣體，是固-液不加熱反應判斷；干燥氣體常用的液體干燥劑是濃硫酸；二氧化碳能溶于水，所以水面上放一層植物油的目的是隔離二氧化碳與水，防止二氧化碳溶于水，并結(jié)合題意回答

解答：解：（1）用加熱高錳酸鉀的方法制取氧氣，在生成氧氣的同時，還有錳酸鉀和二氧化錳生成，所以化學方程式為：2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；由于反應需要加熱，所以發(fā)生裝置選擇A；由于收集的氧氣不易溶于水，故可用排水法收集；又由于密度比空氣大，故可以用向上排空氣法進行收集，由于用排空氣法收集時，外界的空氣會進入集氣瓶導致收集的氧氣不純，而排水法E是一個相對密閉的環(huán)境，收集到的氧氣較為純凈；制取氧氣時，由于高錳酸鉀粉末會隨著氧氣流進入導管繼續(xù)進入水槽，使水槽中的水變紅，為避免這一現(xiàn)象的發(fā)生，往往會要試管口放一棉花團；實驗結(jié)束，停止加熱時要先把導管移出水面；否則停止加熱后，隨著試管溫度的降低，試管內(nèi)氣體的體積越來越小，壓強也越來越小，外部氣壓大于試管內(nèi)氣壓，就會使水槽內(nèi)的水倒吸到試管內(nèi)，引起試管溫度驟然降低，導致試管炸裂．
（2）對用高錳酸鉀制取O₂后的固體殘渣，完全反應后物質(zhì)是錳酸鉀和二氧化錳，根據(jù)兩種物質(zhì)的溶解性不同，錳酸鉀溶于水，二氧化錳不溶于水，可以采用溶解、過濾、洗滌、烘干回收二氧化錳；濾液蒸發(fā)結(jié)晶可得到錳酸鉀晶體，在蒸發(fā)操作中玻璃棒的作用是邊加熱邊攪拌，防止局部溫度過高，造成液體飛濺；
（3）實驗室制取CO₂的原理是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O，屬于“固液不加熱型”，二氧化碳密度比空氣大，能夠溶于水，故選擇的裝置是B和C；F中放入紫色的石蕊試液，通入二氧化碳，由于CO₂+H₂O═H₂CO₃，碳酸能使紫色的石蕊試液變紅色；改裝后的儀器中，當夾子a夾住橡膠管時，試管內(nèi)的壓強增大，液體會進入到長頸漏斗中去，當液體和塑料板上的固體分開不接觸時，反應即可停止，放開夾子，液體和塑料板上的固體接觸，反應開始，故該裝置的優(yōu)點是能隨時控制反應的發(fā)生與停止；
（4）要想嚴格控制加水速度，需要將B中長頸漏斗換成分液漏斗（或注射器）；
（5）①若制備的氣體是氧氣，Y是黑色粉末，推測Y為二氧化錳，則用雙氧水制取氧氣，方程式是2H₂0₂

MnO2  .

2H₂0+0₂↑；
②若A、C端相連制取并收集氧氣，須將裝置乙處理是乙中裝滿水；
③二氧化碳能溶于水，且可與水發(fā)生反應，乙中的植物油就起到隔離二氧化碳和水，避免二氧化碳和水反應的可能，提高實驗的準確性；用讀取量筒中水的體積可得知氣體的體積，讀得量筒里水的體積注意事項：
視線必須與液體凹液面的最低處保持水平，注入液體后，要等一會，使附著在內(nèi)壁上的液體流下來，再讀取刻度值．
故答案為：
（1）AE、棉花團、2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑、把導管移出水面、熄滅酒精燈；
（2）bcda、攪拌，防止局部溫度過高而造成液滴飛濺；
（3）AC、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O、紫色的石蕊試液、CO₂+H₂O═H₂CO₃、能隨時控制反應的發(fā)生與停止；
（4）將B中長頸漏斗換成分液漏斗（或注射器）；
（5）①2H₂0₂

MnO2  .

2H₂0+0₂↑；②乙中裝滿水；③隔離二氧化碳與水，防止二氧化碳溶于水、視線必須與液體凹液面的最低處保持水平、注入液體后，要等一會，使附著在內(nèi)壁上的液體流下來，再讀取刻度值．

點評：本題綜合考查氣體的實驗室制法原理和裝置選擇，同時進行類比訓練和知識延伸，與混合物的分離聯(lián)系起來進行考查．