Question

17．通过一年的化学学习，你已经掌握了实验室制取气体的有关规律，以下是老师提供的一些实验装置，根据如图1，回答下列问题：

（1）若用A、E装置制取氧气，其反应的化学方程式为2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）若用B、D装置制取氧气，检验B装置气密性的方法是先把导管浸入水中，用手紧握试管，观察水中的管口有没有气泡冒出；如果有气泡冒出，说明装置不漏气．；其反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；检验D中氧气是否收集满的方法是用带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气．
（3）块状石灰石和适量稀盐酸反应至气泡逸出不明显后，测得其残留液pH等于2．此时取适量反应后溶液，逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH数字探测仪连续监测，得曲线如图2所示[pH为纵坐标，时间s（秒）为横坐标]：
①写出AB段内有关化学方程式CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑．
②写出BC“平台”段化学方程式CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl．
③CD段上升的原因是：碳酸钠溶液显碱性且碳酸钠溶液过量．

Answer 1

分析 （1）实验室用A、E的组合来制取氧气，由发生装置A可以看出反应不需加热，故只能用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取；
（2）若用B、D装置制取氧气，由B装置可知是加热固体制取气体，且试管口有棉花团，故所选药品为高锰酸钾；检查气密性，先把导管浸入水中，用手紧握试管，观察水中的管口有没有气泡冒出；如果有气泡冒出，说明装置不漏气．检验氧气是否集满的方法是利用氧气的助燃性，用带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气；
（3）测得其残留液pH等于2，说明盐酸有剩余．根据图象可知，AB段的pH越来越大，先是石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，由于碳酸钠溶液呈碱性，故随着碳酸钠溶液的增加pH越来越大，BC段此时是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，CD段是碳酸钠过量，碳酸钠溶液呈碱性．

解答 解：（1）实验室用A、E的组合来制取氧气，由发生装置A可以看出反应不需加热，故只能用过氧化氢溶液和二氧化锰来制取，过氧化氢溶液和二氧化锰反应生成水和氧气，故化学方程式为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；故答案为：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）若用B、D装置制取氧气，由B装置可知是加热固体制取气体，且试管口有棉花团，故所选药品为高锰酸钾；用加热高锰酸钾的方法制取氧气，在生成氧气的同时，还有锰酸钾和二氧化锰生成，所以化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；检查气密性，先把导管浸入水中，用手紧握试管，观察水中的管口有没有气泡冒出；如果有气泡冒出，说明装置不漏气．由于氧气的密度比空气大，进入集气瓶后，沉积在集气瓶的底部，氧气自下而上，充满集气瓶，当瓶口有氧气时，说明氧气已收集满，检验氧气是否集满的方法是利用氧气的助燃性，用带火星的木条放在集气瓶口，如果复燃，证明集气瓶内已充满氧气；
（3）测得其残留液pH等于2，说明盐酸有剩余．根据图象可知，AB段的pH越来越大，先是石灰石与稀盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳，其反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；随着碳酸钠的增加，由于碳酸钠溶液呈碱性，故随着碳酸钠溶液的增加pH越来越大，说明是盐酸与碳酸钠反应生成氯化钠、水和二氧化碳，其反应的化学方程式为：Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑，当二者恰好完全反应时，溶液的pH不再变化，即BC段，此时是氯化钙和碳酸钠反应生成碳酸钙白色沉淀和氯化钠，其反应的化学方程式为：CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；因此溶液呈中性；当氯化钙和碳酸钠完全反应时，随着碳酸钠的增加，溶液的pH越来越大，故CD段是碳酸钠过量，碳酸钠溶液呈碱性．
故答案为：①CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑     Na₂CO₃+2HCl=2NaCl+H₂O+CO₂↑     
②CaCl₂+Na₂CO₃═CaCO₃↓+2NaCl；
③碳酸钠溶液显碱性且碳酸钠溶液过量．

点评 本考点主要考查了仪器的名称、气体的制取装置和收集装置的选择，同时也考查了化学方程式的书写和溶液PH的变化等，综合性比较强．气体的制取装置的选择与反应物的状态和反应的条件有关；气体的收集装置的选择与气体的密度和溶解性有关．本考点是中考的重要考点之一，主要出现在实验题中．