题目内容

某研究性学习小组欲利用下列装置进行相关气体制取的探究，请你分析并填空．

（1）图中仪器a的名称为；
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是，应选择的气体发生装置是和收集装置是．
（3）实验室加热氯酸钾和二氧化锰制取氧气的化学方程式是，应选择的发生装置是，若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管（填①或②）通入．
（4）甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的装置组合是__．
（5）在科学家眼里，二氧化碳是可以利用的重要资源．在一定条件下，二氧化碳和金属钠反应可以制金刚石[CO₂+4Na $数学公式$ C（金刚石）+2Na₂O]，请计算92g金属钠理论上可制得含碳96%的金刚石的质量．

解：（1）图中仪器a是试管；
（2）实验室用大理石和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；该反应不需加热，属于固液常温型，故选发生装置B，二氧化碳的密度比空气大且能溶于水，所以用向上排空气法收集；
（3）氯酸钾在加热和二氧化锰作催化剂的条件下生成氯化钾和氧气，方程式是2KClO₃ $\text{[math]}$ 2KCl+3O₂↑，该反应需要加热，属于固体加热型，故选发生装置A；若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管②进气，将水挤压到集气瓶底部，从长导管排出；
（4）用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，属于固体加热型，故选发生装置A，甲烷难溶于水，其密度比空气小（相对分子质量=16＜29），所以可用排水法或向下排空气法收集；
（5）设92g金属钠理论上可制得含碳96%的金刚石的质量为x
CO₂+4Na $\text{[math]}$ C（金刚石）+2Na₂O
92 12
92g 96%?x
$\text{[math]}$ = $\text{[math]}$
x=12.5g
答：92g金属钠理论上可制得含碳96%的金刚石的质量为12.5g．
故答案为：
（1）试管；
（2）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑； B和D；
（3）2KClO₃ $\text{[math]}$ 2KCl+3O₂↑； A； ②；
（4）AC或AE；
（5）12.5g．
分析：（1）据常用仪器回答；
（2）据实验室制取二氧化碳的反应原理书写方程式，并据反应物状态和反应条件选择发生装置，据二氧化碳的密度和溶解性选择收集装置；
（3）氯酸钾在加热和二氧化锰作催化剂的条件下生成氯化钾和氧气，据此书写方程式，并选择发生装置，排水法收集气体分析解答；
（4）据发生和收集装置的选取方法分析解答；
（5）根据二氧化碳和金属钠的反应，结合题给的金属钠的质量可以求算出能够制得的金刚石的质量．
点评：要想解答好这类题目，首先要掌握发生和收集装置的选取方法、反应原理，理解和熟记根据化学反应方程式的计算步骤和格式，以及与之相关的知识等．然后，根据所给的问题情景或图表信息等，结合所学的相关知识和技能，按照题目要求认真分析解答即可．

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