Question

1．實驗室常用如圖所示1中A、B或C裝置制取氣體，回答相關問題：

（1）圖中①的儀器名稱是試管，加熱①時應該先給試管進行預熱；
（2）小郭用A裝置制取并收集氧氣，反應的化學方程式為2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，請將裝置A中所缺儀器補畫出來，使整套裝置處于完整的實驗準備狀態．
（3）實驗室制取二氧化碳應該選用的裝置是C（填字母），理由是①④．（填序號）
①常溫下能發生反應②反應條件是加熱③CO₂密度比空氣小④CO₂密度比空氣大
寫出反應的化學方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）乙同學用濃鹽酸和大理石在C裝置中反應，制取CO₂并檢驗其有關性質，回答下列問題：
①乙同學在實驗過程中觀察到紫色石蕊溶液變紅色，加熱后紅色不褪去．對這一變化的合理解釋是B（填字母）．
A．產生的CO₂直接使石蕊溶液變紅
B．揮發出的氯化氫溶于水使石蕊溶液變紅
C．產生的CO₂與水反應生成碳酸使石蕊溶液變紅
D．鹽酸具有穩定性
②將所生成的氣體通入石灰水中，開始一段時間內未發現石灰水變渾濁，原因是揮發出的氯化氫溶于水顯酸性，導致不能生成可以和鹽酸反應的碳酸鈣．
（5）小輝同學設計了如圖2所示裝置制取O₂，該實驗裝置的優點是節約藥品、隨時可以控制反應的開始和結束，在實驗前需對該裝置進行氣密性檢査，操作是：關閉活塞，向集氣瓶中加水浸沒導管末端，用熱毛巾捂住錐形瓶一段時間，再松開熱毛巾．若實驗過程中觀察到長頸漏斗內液面上升一段，則裝置氣密性良好．

Answer 1

分析 （1）熟悉常見儀器以及其使用注意事項；
（2）根據裝置特點進行對應氣體制備原理選擇，圖中A裝置制取并收集氧氣，由于沒有棉花團，所以應該為加熱氯酸鉀制取氧氣；
（3）氣體制取的發生裝置考慮反應物的狀態和反應條件，收集裝置考慮氣體的性質；
（4）乙同學用濃鹽酸和大理石在C裝置中反應，濃鹽酸易揮發，導致收集的氣體不純；
（5）圖2所示裝置制取O₂，是利用分液漏斗代替長頸漏斗，這樣不需要下端淹沒在液面以下，節省了藥品，同時可以控制滴加的開始和結束，以便控制反應的進行與否，通過控制滴加速度控制反應速度．

解答 解：（1）①為 試管，加熱時先給試管進行 預熱；
（2）小郭用A裝置制取并收集氧氣，由于A裝置內沒有棉花團，所以應該是用加熱氯酸鉀和二氧化錳的混合物制取氧氣，反應的化學方程式為 2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，裝置處于實驗準備階段時，一酒精燈不能點燃，二是集氣瓶內必須裝滿水，所以圖完善如下：
（3）實驗室制取二氧化碳，是固體石灰石或者大理石和液體稀鹽酸常溫下反應制取氣體，且二氧化碳能溶于水，密度比空氣大，所以應該用向上排空氣法收集，應該選用的裝置是C，選擇理由是①和④．對應化學方程式：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）乙同學用濃鹽酸和大理石在C裝置中反應，由于濃鹽酸具有揮發性，導致制取的CO₂不純檢驗，所以導致部分性質檢驗時會受到影響：
①乙同學在實驗過程中觀察到紫色石蕊溶液變紅色，加熱后紅色不褪去．碳酸和鹽酸都能使石蕊變紅，但是在加熱后碳酸不穩定分解，而揮發出來的那點HCl形成的是稀鹽酸，此時不容易揮發，所以導致酸性不會明顯改變，所以紅色不褪去．
②將所生成的氣體通入石灰水中，開始一段時間內未發現石灰水變渾濁，揮發出的氯化氫溶于水顯酸性，導致不能生成可以和鹽酸反應的碳酸鈣．隨著氣體的不斷通入，鹽酸貝慢慢消耗殆盡，沉淀就會生成，所以觀察實驗，要注意全過程觀察，而不要忽略細節．
（5）小輝同學設計了如圖2所示裝置制取O₂，由于使用了長頸漏斗，這樣不需要下端淹沒在液面以下，節省了藥品，同時可以控制滴加的開始和結束，以便控制反應的進行與否，通過控制滴加速度控制反應速度． 所以該實驗裝置的優點是 節約藥品、隨時可以控制反應的開始和結束、可以控制反應的速率（答其一可以給分），在實驗前需對該裝置進行氣密性檢査，操作是：關閉活塞，向集氣瓶中加水浸沒導管末端，用熱毛巾捂住錐形瓶一段時間，再松開熱毛巾．若實驗過程中觀察到 長頸漏斗內液面上升一段，則裝置氣密性良好．
故答案為：（1）試管  預熱；
（2）2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑，．
（3）C； ①④． CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（4）B； 揮發出的氯化氫溶于水顯酸性，導致不能生成可以和鹽酸反應的碳酸鈣．
（5）節約藥品、隨時可以控制反應的開始和結束； 長頸漏斗內液面上升一段．

點評 根據給定裝置選擇對應原理或者根據原理進行儀器裝置的選擇，過程要注意細節決定選擇的結果．另外對于實驗可能出現的誤差，要結合試劑或者裝置進行分析．