Question

18．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．實驗儀器如圖1所示（導管、橡皮塞等未畫出）

實驗藥品：氯酸鉀、5%雙氧水、大理石、稀鹽酸、稀硫酸、高錳酸鉀
【比較研究】請?zhí)顚懴卤?br />

制取氣體	反應物的狀態(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
二氧化碳	固體和液體	常溫	向上排空氣法	密度比空氣大

【實踐研究】
（1）某同學選用a、c、d、f、j等組裝制取和收集氧氣的裝置，該同學選用的藥品是高錳酸鉀．寫出其化學方程式為2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．下列是該同學部分實驗操作，其中不合理的是C．
A．先檢查裝置的氣密性，后加藥品     B．先均勻預熱試管，后對準藥品加熱
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
（2）四位同學根據(jù)提供的實驗儀器分別設計了如圖2四套制取和收集二氧化碳的裝置．
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；能夠使反應隨時停止和發(fā)生的裝置是D．用澄清石灰水可鑒定CO₂氣體，請寫出化學方程式Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
【反思小結】
氣體制取和收集裝置的選擇依據(jù)
發(fā)生裝置--反應物狀態(tài)和反應條件；
收集裝置--氣體密度和氣體是否與水反應．

Answer 1

分析 【比較研究】表中需要完成的是收集方法和理論依據(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)生裝置判斷反采取的反應原理，再由反應原理來推斷所取用藥品；并對操作中的先后進行分析．
（2）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．
【反思小結】對收集裝置的理論依據(jù)進行補充．通過實際探究過程分析，補充理論依據(jù)．

解答 解：
【比較研究】二氧化碳氣體密度比空氣大，能溶于水，收集時應采取向上排空氣法．故答：向上排空氣法，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”進行分析，儀器中出現(xiàn)了f酒精燈和g水槽，可知該同學制取氧氣的發(fā)生裝置為固體加熱型，則所使用的藥品應為高錳酸鉀；收集方法采取了排水集氣法．故答：高錳酸鉀．反應的化學方程式為：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
操作先后 A、制取氣體的操作中，在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、先均勻預熱試管，后對準藥品加熱；故此順序屬于正確操作；
C、先伸入導管再加熱進行反應，會造成裝置內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、該同學是采取排水法收集氧氣的，在收集完成后，應先把導管從水中移出再熄滅酒精燈，以防止水倒流；故此操作屬正確操作．
故選C．
（2）裝置A中發(fā)生裝置部分，玻璃導管幾乎伸到試管底部，加入一定稀鹽酸后，導管口可能被液封，產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；要達到“隨時發(fā)生隨時停止”反應的目的，需要解決固體和液體可根據(jù)需要接觸或分離，由于D裝置中盛放碳酸鈣的銅網(wǎng)可上下移動，滿足隨時接觸隨時分離的要求．故選A，D；檢驗二氧化碳用澄清的石灰水，反應的化學方程式是：Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O；
【反思小結】根據(jù)二氧化碳不采取排水法收集，可發(fā)現(xiàn)，能溶于水或能與水發(fā)生反應的氣體都不適合使用排水法收集．故答：氣體是否與水反應；
答案：
【比較研究】

制取氣體	反應物的狀態(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
二氧化碳	固體和液體	常溫	向上排空氣法	密度比空氣大

【實踐研究】
（1）高錳酸鉀  2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；  BC 
（2）A   D    Ca（OH）₂+CO₂=CaCO₃↓+H₂O
（3）氣體是否與水反應

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．對實驗室制取氣體要注意從原理-裝置-操作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)了同學們的動腦、動手的能力．