Question

请你根据提供的实验仪器和药品参与实验室气体制备的研究与实践．实验仪器如下图所示（导管、橡皮塞、玻璃片等未画出）：

实验药品：二氧化锰、5%双氧水、大理石、稀盐酸、稀硫酸、高锰酸钾
【比较探究】请填写下表

制取气体	反应物状态	反应条件	收集方法和依据
氧气	固体	加热	集气法	O2不易溶于水
二氧化碳		不需加热	向上排空气法

【实践研究】
（1）某同学选用a、c、d、f、j等组装制取和收集氧气的装置，该同学选用的药品是    ．
（2）下列是该同学部分实验操作，其中不合理的是    ．
A．先检查装置的气密性，后加药品
B．先固定试管，后放置酒精灯
C．先将导管伸入集气瓶，后加热试管
D．实验结束先熄灭酒精灯，后将导管移出水面
（3）四位同学根据提供的实验仪器分别设计了下列四套制取和收集二氧化碳的装置．

①写出实验室制CO₂的化学方程式    ．
②他们对设计的装置相互进行了交流评价，其中可能收集不到二氧化碳气体的装置是    ；D装置能够使反应随时停止和发生，若将其中的铜网兜换成铁丝网，后果是    ．
③若用制取CO₂的正确装置制氧气，反应的化学方程式为    ．

Answer 1

【答案】分析：【比较探究】表中需要完成的是收集方法、发生装置的选择及理论依据．收集装置有三种：排水集气法（适用于不溶或难溶于水的且不能与水反应的气体）、向上排空气法（密度大于空气）和向下排空气法（密度小于空气）；
【实践研究】（1）要回答选用药品需要分析所选发生装置，根据发生装置判断采取的反应原理，再由反应原理来推断所取用药品；
（2）关键实验的注意事项及步骤对操作中的先后进行分析；
（3）①实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应，其中的碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙，写出反应的方程式；
②关键发生装置的收集装置的特点及实验的注意事项分析装置的正确性；根据铁的活动性比铜强分析；
③过氧化氢溶液和二氧化锰的作用产生水和氧气，写出反应的方程式．
解答：解：【比较研究】因为氧气不易溶于水，故可以采用产生排空气法收集；
实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应，反应物的状态属于固体和液体的反应；采取向上排空气法二氧化碳，说明二氧化锰的密度比空气大；
【实践研究】（1）根据“选用a、c、d、f、j等组装制取和收集氧气的装置”进行分析，仪器中出现了f酒精灯和g水槽，可知该同学制取氧气的发生装置为固体加热型，则所使用的药品应为高锰酸钾；收集方法采取了排水集气法．故答：高锰酸钾；
（2）A、制取气体的操作中，在检查装置的气密性确定装置不漏气后再加入药品，以防装置因漏气需要更换仪器而造成药品浪费；故此操作顺序正确；
B、固定仪器时一般是“从下向上”的原则，如果不考虑酒精灯就随意固定试管，可能会出现试管高度过低而放不下酒精灯的情况；当然也可能出现试管过高酒精灯火焰不能加热到试管的情况；故此顺序属于错误操作；
C、先伸入导管再加热进行反应，会造成装置内空气没能排出而和氧气混在一起被收集，收集氧气不纯；故此操作顺序错误；
D、该同学是采取排水法收集氧气的，在收集完成后，应先把导管从水中移出再熄灭酒精灯，以防止水倒流；故此操作属错误操作．
故选项为：BCD；
（3）①实验室制取二氧化碳用大理石和稀盐酸反应，其中的碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳、水和氯化钙，方程式是：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；
②A装置玻璃导管几乎伸到试管底部，加入一定稀盐酸后，导管口可能被液封，产生的二氧化碳气体不能排出，则收集不到二氧化碳；其余的都正确；
③过氧化氢溶液和二氧化锰的作用产生水和氧气，反应的方程式为：2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑．
故答案为：【比较探究】排水    固体和液体   密度比空气大；
【实践研究】（1）高锰酸钾；（2）BCD；（3）①CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O； ②A； 制得的气体中混有氢气而不纯；  ③2H₂O₂ 2H₂O+O₂↑．
点评：实验室制取气体的发生装置主要有固-固加热型和固-液不加热型，收集装置主要有排水法、向上排空气法和向下排空气法，每种装置又有许多的组装方法，要根据实际需要选择合适的组装方法；解此类题的关键还是要熟记常用气体的发生装置和收集装置与选取方法及其依据．