Question

某研究性學習小組欲利用下列裝置進行相關氣體制取的探究，請你分析并填空．

（1）圖中儀器a的名稱為______；
（2）實驗室制取二氧化碳的化學方程式是______，應選擇的氣體發生裝置是和收集裝置是______．
（3）實驗室加熱氯酸鉀和二氧化錳制取氧氣的化學方程式是______，應選擇的發生裝置是______，若用盛滿水的F裝置收集氧氣，應從導管______（填①或②）通入．
（4）甲烷是一種無色、無味、難溶于水的氣體，實驗室用加熱無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物的方法制取甲烷，則實驗室制取并收集甲烷應選擇的裝置組合是______．
（5）在科學家眼里，二氧化碳是可以利用的重要資源．在一定條件下，二氧化碳和金屬鈉反應可以制金剛石[CO₂+4NaC（金剛石）+2Na₂O]，請計算92g金屬鈉理論上可制得含碳96%的金剛石的質量．

Answer 1

解：（1）圖中儀器a是試管；
（2）實驗室用大理石和鹽酸反應生成氯化鈣、水和二氧化碳，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；該反應不需加熱，屬于固液常溫型，故選發生裝置B，二氧化碳的密度比空氣大且能溶于水，所以用向上排空氣法收集；
（3）氯酸鉀在加熱和二氧化錳作催化劑的條件下生成氯化鉀和氧氣，方程式是2KClO₃2KCl+3O₂↑，該反應需要加熱，屬于固體加熱型，故選發生裝置A；若用盛滿水的F裝置收集氧氣，應從導管②進氣，將水擠壓到集氣瓶底部，從長導管排出；
（4）用加熱無水醋酸鈉和堿石灰的固體混合物的方法制取甲烷，屬于固體加熱型，故選發生裝置A，甲烷難溶于水，其密度比空氣小（相對分子質量=16＜29），所以可用排水法或向下排空氣法收集；
（5）設92g金屬鈉理論上可制得含碳96%的金剛石的質量為x
CO₂+4NaC（金剛石）+2Na₂O
92 12
92g 96%?x
=
x=12.5g
答：92g金屬鈉理論上可制得含碳96%的金剛石的質量為12.5g．
故答案為：
（1）試管；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑； B和D；
（3）2KClO₃2KCl+3O₂↑； A； ②；
（4）AC或AE；
（5）12.5g．
分析：（1）據常用儀器回答；
（2）據實驗室制取二氧化碳的反應原理書寫方程式，并據反應物狀態和反應條件選擇發生裝置，據二氧化碳的密度和溶解性選擇收集裝置；
（3）氯酸鉀在加熱和二氧化錳作催化劑的條件下生成氯化鉀和氧氣，據此書寫方程式，并選擇發生裝置，排水法收集氣體分析解答；
（4）據發生和收集裝置的選取方法分析解答；
（5）根據二氧化碳和金屬鈉的反應，結合題給的金屬鈉的質量可以求算出能夠制得的金剛石的質量．
點評：要想解答好這類題目，首先要掌握發生和收集裝置的選取方法、反應原理，理解和熟記根據化學反應方程式的計算步驟和格式，以及與之相關的知識等．然后，根據所給的問題情景或圖表信息等，結合所學的相關知識和技能，按照題目要求認真分析解答即可．