Question

8．請根據下列裝置，回答問題：

（1）常溫下，用鋅粒和稀硫酸反應制取和收集較純凈的氫氣，請選擇一套實驗裝置（操作時相對比較方便，能隨開隨用．）FD（填序號，下同）．
（2）實驗室現在要用稀鹽酸和石灰石反應制取一瓶干燥的二氧化碳，應該選擇的裝置是BGC或FGC．此外，CO₂也可以用碳酸氫鈉（NaHCO₃）固體加熱分解（產物為碳酸鈉、二氧化碳和水）來制取，該反應的化學方程式為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；若用此法來制取二氧化碳，應選用的發生裝置是A．判斷氣體已收集滿的方法是用燃著的木條放置于瓶口，木條熄滅則已經滿了．
（3）用高錳酸鉀制取O₂，裝置A還需做的一點改動是在試管口放一團膨松的棉花；反應過程中氧原子的利用率（即氧原子轉化為氧氣的效率）是25%（或1/4）．
（4）高錳酸鉀完全分解后，通過以下四步實驗操作可回收二氧化錳（二氧化錳不溶于水）．正確操作的先后順序是②③④①（填寫選項序號）．
①烘干    ②溶解    ③過濾    ④洗滌
（5）把（4）中濾液蒸發結晶可得到錳酸鉀晶體，在蒸發操作中玻璃棒的作用是攪拌使液體受熱均勻，防止飛濺．

Answer 1

分析 ①根據反應物的狀態和反應條件均可選出氫氣、氧氣、二氧化碳的發生裝置；
②二氧化碳的驗滿是用燃著的木條放在瓶口觀看木條是否熄滅的方法；
③用高錳酸鉀制取氧氣時，試管口應放一團棉花，反應過程中氧原子的利用率可根據化學方程式中氧原子的個數求出，高錳酸鉀完全分解后，要回收二氧化錳，可利用二氧化錳和錳酸鉀的溶解性不同分離混合物；
④蒸發結晶時為防止液滴向四周飛濺，可用玻璃棒攪拌；

解答 解：
（1）用鋅和稀硫酸制氫氣應選擇固液常溫性發生裝置，又氫氣的密度比空氣小且難溶于水，所以發生裝置可選B或F，操作時相對比較方便，能隨開隨用可選用F；收集裝置可選D或E，為收集到較純凈的氫氣應選擇排水法收集．故選F；D．
（3）實驗室用石灰石和稀鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，但若用碳酸氫鈉加熱制取二氧化碳，化學反應方程式即為：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，發生裝置應選固體加熱型．
故選CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；A；用燃著的木條放置于瓶口，木條熄滅．
（4）用高錳酸鉀制氧氣時，為防止高錳酸鉀粉末進入導管，需在試管口放一團棉花，根據高錳酸鉀分解的化學方程式可以看出參加反應的氧原子8個，生成物中氧氣中氧原子數只有2個，所以氧原子的利用率為2÷8=25%．
故答案為：在試管口放一團膨松的棉花；25%（或1/4）．
（5）高錳酸鉀完全分解后剩余物中只有二氧化錳和錳酸鉀，而二氧化錳不溶于水，錳酸鉀溶于水，所以可以利用溶解過濾的方法得到二氧化錳，然后進行洗滌干燥即可，故選②③④①．
（6）蒸發時為防止液滴向四周飛濺，所以要用玻璃棒不停的攪拌，故答案為：攪拌使液體受熱均勻，防止飛濺．
答案：
（1）FD
（2）BGC或FGC   2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑  A   用燃著的木條放置于瓶口，木條熄滅則已經滿了．
（3）在試管口放一團膨松的棉花  25%（或1/4）
（4）②③④①
（5）攪拌使液體受熱均勻，防止飛濺

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，與混合物的分離聯系起來進行考查．