Question

20．某化学兴趣小组利用图1装置探究制取气体的原理、方法及性质．结合装置图，回答下列问题：

请回答下列问题：
（1）图中标有①的仪器名称是长颈漏斗．
（2）实验室用氯酸钾和二氧化锰混合制取氧气，应选用发生装置A（填字母序号，下同），反应的化学方程式为2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；实验室用过氧化氢溶液和二氧化锰制取氧气，若选用C做发生装置，你认为选用C的优点是可控制反应速率，节约药品．
（3）实验室制取氢气的化学方程式为Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑，选用的收集装置是E（或F）．实验室常用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气（NH₃），应选择的装置组合是AE．
（4）该小组设计了如图2所示的实验装置，既可用于制取气体，又可用于探究物质性质．
①当打开K₁、关闭K₂时，利用 I、Ⅱ装置，可进行的实验是b（填字母）．
a．大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
b．锌与稀硫酸反应制取氢气
②当打开K₂、关闭K₁时，可以利用 I、Ⅲ装置制得二氧化碳并验证其性质．若要证明二氧化碳能与水发生反应，应向烧杯的水中加入紫色的石蕊溶液．

Answer 1

分析 （1）据常用仪器回答；
（2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，并据反应原理书写方程式；C中注射器可逐滴滴加液体，可控制反应速率；
（3）实验室制取氢气用锌粒和稀硫酸，二者反应生成硫酸锌和氢气，据此书写方程式，氢气密度比空气小，不溶于水，所以可用向下排空气法或排水法收集；用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气（NH₃）属于固体加热型，故选发生装置A，并根据氨气的密度和溶解性选择收集收集方法；
（4）①根据发生装置和收集方法的特点分析；
②根据二氧化碳能与水发生反应产生碳酸，显酸性回答．

解答 解：（1）从图中仪器可知a是长颈漏斗；
（2）（2）用加热氯酸钾和二氧化锰混合物的方法制取氧气属于固体加热型，故选发生装置A，氯酸钾在二氧化锰的催化作用下生成氯化钾和氧气，反应的化学方程式为：2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；
装置C滴加液体的仪器是注射器，用注射器代替长颈漏斗，可以使滴加的液体随加随停，可控制产生气体的速率，节约药品；
（3）实验室制取氢气常采用锌和稀硫酸来制取氢气，锌和稀硫酸在常温下反应生成硫酸锌和氢气，反应的化学方程式为：Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；
氢气的相对分子质量是2＜29，密度比空气小，所以可用向下排空气法收集，不溶于水，可用排水法收集；用氯化铵固体与熟石灰固体共热来制取氨气（NH₃）属于固体加热型，故选发生装置A，氨气易溶于水，所以不能用排水法收集，相对分子质量是14+3=17＜29，密度比空气小，所以用向下排空气法收集；
（4）①当打开K₁、关闭K₂时，利用I、Ⅱ装置，可制取的气体是固液常温型的气体制取且该气体的密度比空气小；锌与稀硫酸反应制取氢气的发生装置特点属于固液常温型，且氢气的密度比空气小，故选择b；
②二氧化碳能与水发生反应产生碳酸，显酸性，可以利用紫色的石蕊试液变成红色进行证明；
故答案为：（1）长颈漏斗；
（2）A；2KClO₃$\frac{\underline{MnO_2}}{△}$2KCl+3O₂↑；B；可控制反应速率，节约药品；
（3）Zn+H₂SO₄═ZnSO₄+H₂↑；E （或F）；AE；
（4）①b； ②紫色的石蕊溶液．

点评 本题考查了实验室制取气体的发生装置、收集方法的选择以及气体的性质检验，可依据气体发生装置、收集方法的依据及气体的性质等知识逐一分析．