Question

歸納與演繹是重要的科學方法，也常用于化學的學習．請根據(jù)下列實驗裝置，回答問題：

（1）我們已經(jīng)學過實驗室制取氧氣、二氧化碳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

 

（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
向裝置B、C中別加入兩種試劑都可以制得氧氣，兩個反應中用到的同一種試劑是

 

（寫化學式），該試劑的作用

 

（填“相同”或“不同”）．
（2）若用高錳酸鉀制取氧氣可選用發(fā)生裝置是

 

（填序號），該裝置有一不完善的之處是

 

，反應的表達式

 

；收集較純凈的氧氣可選用的收集裝置是

 

（填序號）
（3）若用A和G組裝一套氣密好的裝置來測定二氧化碳的體積，反應結束后，發(fā)現(xiàn)量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏小得多，原因是二氧化碳

 

．
（4）若用雙氧水和二氧化錳制取氧氣且能獲得平穩(wěn)的氣流，可選擇的發(fā)生裝置有

 

（填序號），表達式是

 

．
若裝置中反應劇烈，據(jù)此提出實驗安全注意事項是

 

A．控制液體的滴加速度    B．用體積小的錐形瓶    C．加熱反應物
反思與交流：
（1）制備氣體時選擇發(fā)生裝置需考慮的因素有

 

．
（2）欲證明人吸入的空氣與呼出的氣體中CO₂的含量不同，你的實驗操作是：取一瓶空氣、一瓶等體積的呼出氣體，

 

．

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,實驗室制取氣體的思路,實驗室制取氧氣的反應原理,二氧化碳的實驗室制法,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）從實驗室用加熱高錳酸鉀或加熱氯酸鉀的方法制取氧氣，也可以用分解過氧化氫的方法制取氧氣；實驗室用碳酸鈣和稀鹽酸反應來制取二氧化碳氣體．用裝置B制取氧氣，由于試管口沒有棉花團，故用的藥品是氯酸鉀和二氧化錳的混合物；用裝置C制取氧氣，由于裝置特點要求反應物是固體和液體，所以用的是過氧化氫溶液和二氧化錳；在這兩個反應中二氧化錳都是催化劑，所起的作用是催化作用去分析；
（2）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，反應物是固體，且反應條件是加熱；實驗室用加熱分解高錳酸鉀的方法制取氧氣時，要試管口放一棉花團；用排水法收集時收集到的氧氣更純；
（3）從二氧化碳能溶于水去分析；
（4）從過氧化氫溶液在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，反應不需加熱，所以發(fā)生裝置可選A、B，但A在制取氧氣時，由于長頸漏斗下端要浸沒在液面以下，加入液體的量較多，這時無法控制反應的停止，不能得到平穩(wěn)的氣流；而后者由于分液漏斗有活塞，可通過控制加入過氧化氫溶液的量來達到控制反應從而得到平穩(wěn)氣流的目的；
反思與交流
（1）制備氣體時選擇發(fā)生裝置需考慮的因素有反應物的狀態(tài)和反應條件；
（2）欲證明人吸入的空氣與呼出的氣體中CO₂的含量不同，由于呼出氣體中含有的二氧化碳比空氣中多．

解答：解：（1）實驗室用加熱高錳酸鉀或加熱氯酸鉀的方法制取氧氣，也可以用分解過氧化氫的方法制取氧氣；實驗室用碳酸鈣和稀鹽酸反應來制取二氧化碳氣體．
A、實驗室制取二氧化碳不用加熱；故錯誤；
B、實驗室制取二氧化碳不用催化劑；故錯誤；
C、由于氧氣和二氧化碳都是氣體，為防止制取的氣體不純，所以反應物中都不用氣體；故正確；
D、為防止收集到的氣體不純，所以生成物中都只有一種氣體；故正確；
用裝置B制取氧氣，由于試管口沒有棉花團，故用的藥品是氯酸鉀和二氧化錳的混合物；用裝置C制取氧氣，由于裝置特點要求反應物是固體和液體，所以用的是過氧化氫溶液和二氧化錳；在這兩個反應中二氧化錳都是催化劑，所起的作用是催化作用；
故答案為：CD        MnO₂     相同；
（2）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↑；由于反應物是固體，且反應條件是加熱，所以發(fā)生裝置應為C；實驗室用加熱分解高錳酸鉀的方法制取氧氣時，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；用向上排空氣法收集時，集氣瓶口是一個敞開環(huán)境，外面的空氣可能進入集氣瓶內(nèi)，而用排水法收集時，由水形成的密閉環(huán)境，故收集到的氧氣更純．
故答案為：C    試管口沒放棉花團    2KMnO₄

△   .

K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑      D；
（3）由于二氧化碳能溶于水，所以導致量筒內(nèi)收集到的水的體積總是比理論值偏小得多，故答案為：能溶于水；
（4）過氧化氫溶液在二氧化錳催化作用下生成水和氧氣，二氧化錳在反應前后質(zhì)量和化學性質(zhì)都沒有改變，只是加快了過氧化氫反應生成氧氣的速率，故二氧化錳是催化劑，所以二氧化錳就應該作為反應條件寫在等號的上方，故化學方程式為：2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑，由于反應不需加熱，所以發(fā)生裝置可選A、B，但A在制取氧氣時，由于長頸漏斗下端要浸沒在液面以下，加入液體的量較多，這時無法控制反應的停止，不能得到平穩(wěn)的氣流；而后者由于分液漏斗有活塞，可通過控制加入過氧化氫溶液的量來達到控制反應從而得到平穩(wěn)氣流的目的；
A、如果反應劇烈，由于產(chǎn)生的氣體速率過快，可能會引起爆炸，可通過控制液體的滴加速度達到控制反應速率的目的；故正確；
B、用體積小的錐形瓶，空間較小，更容易引起爆炸；故錯誤；
C．加熱反應物，會使反應速率更快，更容易引起爆炸；故錯誤；
故答案為：B       2H₂O₂

MnO2  .

2H₂O+O₂↑         A；
反思與交流
（1）制備氣體時選擇發(fā)生裝置需考慮的因素有反應物的狀態(tài)和反應條件；故答案為：反應物的狀態(tài)的反應條件；
（2）欲證明人吸入的空氣與呼出的氣體中CO₂的含量不同，由于呼出氣體中含有的二氧化碳比空氣中多；故可通過加入相同量的石灰水，觀察哪一個產(chǎn)生的渾濁多來判斷；故答案為：倒入等量相同質(zhì)量分數(shù)的澄清石灰水．

點評：實驗室制取氣體時，發(fā)生裝置的選擇取決于反應物的狀態(tài)和反應條件；收集裝置的選擇取決于水溶性和氣體的密度；考查了實驗室制取氧氣的反應原理，及注意事項，是考試的重點也是中考的重點．