Question

3．实验室常用的几种气体发生装置如图1A、B、C、D所示：
（1）实验室可以用B或C．装置制取氨气，如果用C装置，通常使用的药品是浓氨水和氧化钙或氢氧化钠固体或碱石灰．检查C装置气密性是否良好的操作方法是将导气管通入水槽中，用手捂住圆底烧瓶底部，若导气管口处有气泡冒出，松开手后在导气管中形成一段水柱，证明气密性完好．．
若用B装置制取氨气，用化学方程式表示制取氨气的反应原理Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O．
（2）若用KMnO₄与浓盐酸反应制取氯气，应选用的气体发生装置是C，用离子方程式表示制取氯气的反应原理2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O．
（3）若用A装置与D装置相连制取收集X气体，则X可能是下列气体中的③．
①CO₂ ②NO ③Cl₂ ④H₂．其中在D装置连接小烧杯目的是吸收尾气防止产生污染，发生反应的离子方程式为Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O．
（4）如图2是某同学设计收集氨气的几种装置，其中可行的是d．

Answer 1

分析 （1）C装置是液体和固体不需要加热进行的气体制备反应装置，据此选择合适的试剂；依据装置气密性检查的常规方法回答；B装置制取氨气，反应物为固体与液体加热制备气体；
（2）KMnO₄与浓盐酸反应制取氯气，选择装置我固体与液体不加热；
（3）若用A装置与D装置相连制取收集X气体，制取气体的特点为：反应物为固体与液体加热，密度大于空气密度，且气体可利用浓硫酸干燥，需要尾气处理；氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，应进行尾气处理，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水；
（4）依据氨气密度小于空气密度，极易溶于水选择合适的收集装置．

解答 解：（1）C装置适用于固体和液体不加热制气体，制取氨气应选择浓氨水和氧化钙或碱石灰或氢氧化钠固体；
检查装置气密性的方法是利用压强变化和液面变化来设计检验，将导气管通入水槽中，用手捂住圆底烧瓶底部，若导气管口处有气泡冒出，松开手后在导气管中形成一段水柱，证明气密性完好；
采用B装置制备氨气时应选择用氢氧化钙和氯化铵固体加热反应，反应方程式：Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
故答案为：浓氨水和氧化钙或氢氧化钠固体或碱石灰；将导气管通入水槽中，用手捂住圆底烧瓶底部，若导气管口处有气泡冒出，松开手后在导气管中形成一段水柱，证明气密性完好；Ca（OH）₂+2NH₄Cl$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$CaCl₂+2NH₃↑+2H₂O；
（2）KMnO₄与浓盐酸反应制取氯气，选择装置我固体与液体不加热，所以应选择装置C；
高锰酸钾与浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，离子方程式：2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O，
故答案为：C；2MnO₄^-+16H⁺+10Cl^-=2Mn²⁺+5Cl₂↑+8H₂O；
（3）若用A装置与D装置相连制取收集X气体，制取气体的特点为：反应物为固体与液体加热，密度大于空气密度，且气体可利用浓硫酸干燥，需要尾气处理；
①．制取CO₂时不需要加热也不不必处理尾气，故A错误；
②．NO不能用排空气法收集，故B错误；
③．二氧化锰与浓盐酸加热生成氯气，氯气密度大于空气密度，能够用浓硫酸干燥，氯气可以用氢氧化钠溶液吸收尾气，故C正确；
④．氢气密度小于空气 密度，故D错误；
氯气有毒，直接排放能够引起空气污染，应进行尾气处理，氯气与氢氧化钠反应生成氯化钠、次氯酸钠和水，离子方程式：Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
故选：③；Cl₂+2OH^-=Cl^-+ClO^-+H₂O；
（4）氨气密度小于空气密度，极易溶于水，应选择向下排气法收集，不能用排水法收集，收集不能用密封装置，
所以只有d符合题意；
故选：d．

点评 本题考查了气体的实验室制备和装置的应用，明确气体制备原理是解题关键，侧重考查学生对实验知识掌握的熟练程度，题目难度中等．