Question

3．实验室常用的制取气体的装置如图：

（1）用高锰酸钾制取氧气时，发生反应的方程式是2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）收集氧气时，选用装置F的依据是氧气的密度比空气大、不与空气中成分反应，选用装置D收集满的现象是集气瓶口有大气泡冒出；
（3）实验室常用氯化铵固体和碱石灰固体共热来制取氨气，常温下氨气是一种无色、有刺激性气味的气体，密度比空气小，氨气极易溶于水，其水溶液呈碱性，制取并收集氨气，应从如图中选择的发生装置是C，收集装置是E；
（4）在实验室制取二氧化碳的研究中．进行了如下实验：

药品、实验编号	甲	乙	丙	丁
大理石	mg，块状	mg，块状	mg，粉末状	mg，粉末状
盐酸（过量）	wg，稀盐酸	wg，浓盐酸	wg，稀盐酸	wg，浓盐酸

①上述实验中反应的化学方程式是CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
②若要研究盐酸浓度大小对反应的影响，可选择实验甲与乙（填试验编号）对照．
③除盐酸的浓度外，上述实验研究的另一个影响反应的因素是固体反应物的颗粒大小（或反应物的接触面积）．
④表中的两个实验．尽管在原料状态、发生装置等方面存在差异，却都能控制气体比较平稳地 产生，请从原枓、操作等方面思考，阐述下表实验中气体比较平稳产生的最主要的一个原因．

目的	原料	发生装置	气体比较平稳产生的最主要一个原因
制取二氧化碳	块状大理石  稀盐酸	A
制取氧气	粉末状二氧化锰  3%的过氧化氢溶液	B

Answer 1

分析 （1）据反应原理书写方程式；
（2）氧气可用向上排空气法收集是因为氧气密度比空气大，且不与空气中成分发生反应；排水法收集满的现象是集气瓶口有大气泡冒出；
（3）用氯化铵固体和碱石灰固体共热来制取氨气，属于固体加热型，故选发生装置C，并据氨气密度和溶解性选择收集装置；
（4）①大理石的主要成分是碳酸钙，与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
②根据控制变量法分析解答；
③根据实验数据、物质状态分析解答；
④从反应物之间的接触面积和注射器的特点来分析．

解答 解：（1）加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应方程式是：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）氧气可用向上排空气法收集是因为氧气密度比空气大，且不与空气中成分发生反应；排水法收集满的现象是集气瓶口有大气泡冒出；
（3）用氯化铵固体和碱石灰固体共热来制取氨气，属于固体加热型，故选发生装置C，氨气密度比空气小，极易溶于水，所以只能用向下排空气法收集；
（4）①大理石主要成分碳酸钙与稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳反应方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
②对比实验数据可见，甲和乙均为mg块状大理石，wg盐酸，但是盐酸的浓度不同，故填：乙；
③甲和丙对比，乙和丁对比可知，实验研究的另一个影响反应的因素是固体反应物的颗粒大小（或反应物的接触面积）；
④用块状大理石与稀盐酸反应来较平稳的产生二氧化碳，是因为块状大理石与稀盐酸的接触面积较小；用过氧化氢来制取氧气时，用注射器滴加过氧化氢溶液，这样就可以控制液体滴加的速度，从而得到了较平稳的氧气流；
故答案为：（1）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（2）氧气的密度比空气大、不与空气中成分反应；集气瓶口有大气泡冒出；
（3）C；E；
（4）①②③固体反应物的颗粒大小（或反应物的接触面积）；
④反应物的接触面积较小；通过注射器可控制液体滴加速度，进而可控制反应速率．

点评 本题考查了实验室制取气体 的装置选取、反应原理、以及对影响实验速率的因素的探究、控制变量法的应用等知识，要结合题意认真分析解答．