Question

4．實驗室常用下列裝置來制取氣體：

（1）寫出圖中有標號儀器的名稱：a酒精燈、b鐵架臺；
（2）實驗室制取二氧化碳的發生裝置和收集裝置是BE（填序號），其化學反應符號表達式為CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（3）用加熱高錳酸鉀制取氧氣時，應選擇的發生裝置是A（填標號），其發生反應的符號表達式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．用排水法收集時停止實驗的正確操作步驟是先將導管撤離水槽后熄滅酒精燈，其理由是防止水槽的水倒流使試管破裂．實驗時發現水槽中的水變成了淺紫紅色，你認為產生該現象的可能的操作原因是試管內導管口未塞一團棉花；
（4）能用E裝置收集 的氣體，必須具備的性質是密度比空氣大且不與空氣反應．如果用E裝置收集氧氣，判斷瓶中已充滿氧氣的方法是將帶火星的木條置于瓶口處，若帶火星的木條復燃，則證明氧氣已集滿；
（5）用F所示裝置可以研究二氧化碳的相關性質．

①在不打開裝置的情況下，將Y型管I向右傾斜，使稀硫酸流入碳酸鈉中，再恢復至圖示裝置的角度即可產生二氧化碳．Y型管Ⅱ中的現象是濕潤的紫色石蕊濾紙條變紅，干燥的紫色石蕊濾紙條不變色．
②不改換實驗儀器，將上述實驗進行修改，即可證明二氧化碳的密度大于空氣密度．修改方法是分別在Y型管管口和底部放置濕潤紫色石蕊濾紙條．

Answer 1

分析 （1）熟練掌握化學常見的儀器及用途；
（2）根據反應物的狀態和反應條件選擇發生裝置，根據密度和溶解性選擇收集裝置；并寫出相應的表達式；
（3）據發生裝置的方法結合高錳酸鉀制取氧氣的反應原理、實驗注意事項分析解答；過氧化氫制取氧氣具有不需加熱，節約資源，操作簡便的優點；
（4）用向上排空氣法收集的氣體密度比空氣大且不與空氣反應；檢驗氧氣是否收集滿的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復燃進行判斷；
（5））①二氧化碳可與濕潤的石蕊濾紙條中的水發生反應生成碳酸，碳酸可使石蕊變紅，二氧化碳不能使石蕊變紅；
②要證明二氧化碳密度比空氣大，且不改變裝置，可分別在Y型管管口和底部放置濕潤紫色石蕊濾紙條進行實驗，觀察現象．

解答 解：（1）a是集氣瓶；
（2）制取二氧化碳的發生裝置的特點是固液常溫型，故選擇的發生裝置是B，因為二氧化碳易溶于水，密度比空氣大，故采用的收集裝置是D（向上排空氣法）；反應的符號表達式為：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）用高錳酸鉀制氧氣需選擇加熱裝置，故選A，反應的文字或符號表達式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；加熱高錳酸鉀時，用排水法收集時停止實驗的正確操作步驟是先移導管后熄燈，防止水倒吸入試管引起試管炸裂；實驗時發現水槽中的水變成了淺紫紅色，可能是試管口未放棉花，加熱時高錳酸鉀粉末進入導管；過氧化氫制取氧氣具有不需加熱，節約資源，操作簡便的優點；
（4）用向上排空氣法收集的氣體密度比空氣大且不與空氣反應；檢驗氧氣是否收集滿的方法是將帶火星的木條放于集氣瓶口，觀察木條是否復燃進行判斷；
（5）①在不打開裝置的情況下，將Y型管I向右傾斜，使稀硫酸流入碳酸鈉中，再恢復至圖示裝置的角度，即可產生二氧化碳．二氧化碳可與濕潤的石蕊濾紙條中的水發生反應生成碳酸，碳酸可使石蕊變紅，而二氧化碳不能使石蕊變紅；
②要證明二氧化碳密度比空氣大，且不改變裝置，可分別在Y型管管口和底部放置濕潤紫色石蕊濾紙條進行實驗，可觀察到Y型管管口的濾紙條后變紅，底部的先變紅，從而說明二氧化碳的密度比空氣大；
故答案為：
（1）a是酒精燈；b鐵架臺；
（2）B、E； CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（3）A；2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；將導管撤離水槽；熄滅酒精燈；試管內導管口未塞一團棉花；
（4）密度比空氣大且不與空氣反應；將帶火星的木條置于瓶口處，若帶火星的木條復燃，則證明氧氣已集滿；
（5）①將Y型管I向右傾斜，使稀硫酸流入碳酸鈉中，再恢復至圖示裝置的角度；濕潤的紫色石蕊濾紙條變紅，干燥的紫色石蕊濾紙條不變色；
②分別在Y型管管口和底部放置濕潤紫色石蕊濾紙條．

點評 本題考查了常見氣體的制取和收集裝置的選擇，關鍵是明確制取裝置的選擇依據反應物的狀態和反應條件，收集裝置的選擇依據氣體的溶解性和密度．