题目内容

15．如图是制取气体的发生装置和收集装置示意图．

（1）写出图中仪器a、b的名称 a试管，b集气瓶
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑，应选择的气体发生装置是B，气体收集装置是D，检验CO2的试剂澄清的石灰水，检验的化学方程式CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气的化学方程式是2KMnO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4 +MnO2 +O2↑，应选择的发生装置是A，若用盛满水的F装置收集氧气，应从导管②（填①或②）通入．
（4）甲烷是一种无色、无味、难溶于水的气体，实验室用加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物的方法制取甲烷，则实验室制取并收集甲烷应选择的发生装置是A，应选择的收集装置是C（或E、F）．

分析 （1）熟悉常见仪器，了解名称；
（2）熟记实验室制取二氧化碳的化学方程式；根据制取二氧化碳的反应物的状态和反应条件选择发生装置；根据二氧化碳的密度和溶水性选择收集装置；澄清石灰水用于检验二氧化碳；
（3）熟记高锰酸钾制取氧气的化学方程式；根据反应物的状态和反应条件选择发生装置；从F装置相当于排水法收集氧气考虑；
（4）根据制取甲烷是加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物选择发生装置；根据甲烷的密度和溶水性选择收集方法．

解答 解：（1）图中a是试管，b是用于收集气体的集气瓶．
（2）实验室制取二氧化碳的化学方程式是：CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；此反应是固液不加热反应，可用装置B作为发生装置；因二氧化碳的密度大于空气的密度，并且易溶于水，故可用D向上排空气法收集气体；澄清石灰水遇二氧化碳变浑浊，可用于二氧化碳的检验，化学方程式是：CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O．
（3）实验室用高锰酸钾制取氧气需要加热，化学方程式是：2KMnO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4 +MnO2 +O2↑；因是固体的加热反应，所以可用装置A作为发生装置，用盛满水的F装置收集氧气，相当于排水法收集氧气，气体可从②进入，水被从①排出．
（4）因制取甲烷是加热无水醋酸钠和碱石灰的固体混合物，是固固加热反应，可选用的发生装置是A；因甲烷的密度小于空气的密度，并且难溶于水，可用C、F排水法收集，或E向下排空气法收集．
故答案为：（1）试管；集气瓶；
（2）CaCO3+2HCl═CaCl2+H2O+CO2↑；B；D；澄清石灰水；CO2+Ca（OH）2═CaCO3↓+H2O；
（3）2KMnO4 $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4 +MnO2 +O2↑；A；②．
（4）A；C（或E、F）．

点评 本道题主要考查了实验室制取气体发生装置和收集装置的选择，发生装置主要取决于反应物的状态和反应条件，收集装置主要取决于气体的密度、溶水性、是否有毒、是否与水反应、是否与空气中的物质反应等．

练习册系列答案
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14．下列实验操作中存在有不合理操作的是（　　）
A．①②③④⑤B．①③④C．①②④D．②③④
6．如图是碳酸分子分解的示意图，从宏观、微观方面你能获得的信息是：

（1）宏观碳酸是由氢、氧、碳三种元素组成的
（2）微观在化学变化中，分子可以再分，原子不能再分．
3．王丽对家中的家用制氧机产生了浓厚的兴趣．她通过阅读说明书了解到家用制氧机的工作原理如下：加压时，装填在制氧机内部的分子筛吸附空气中的氮气，制取高浓度氧气．减压时，分子筛将所吸附的氮气排放．整个过程中，分子筛并不消耗．王丽用这台家用制氧机制取并收集了一袋气体，带到实验室对其进行研究．
（1）这台家用制氧机制氧气的过程发生的变化属于物理（填“物理”或“化学”）变化．
（2）实验I：小丽欲通过以下实验验证所收集的气体是否为纯净的氧气．
【实验记录】
实验步骤实验现象文字表达式
取一只250mL的集气瓶，用排水法收集一瓶所带气体，然后把燃着的石蜡插入集气瓶中石蜡燃烧得更旺文字表达式I
表中，文字表达式I是石蜡+氧气$\stackrel{点燃}{→}$水+二氧化碳．
【实验结论】收集的气体是纯净的氧气．
【实验反思】老师指出上述实验并不能证明小丽所带来的气体一定是纯净的氧气．该实验不能证明所收集气体为纯净氧气的原因是石蜡在集气瓶中燃烧更旺只能说明集气瓶中的氧气浓度高于空气中的氧气浓度，而不能说明集气瓶中氧气含量为100%．
（3）实验II：测定小丽所带气体中氧气的含量．
同学们在老师的指导下设计了如图所示装置，进行实验，并重复多次．
【实验记录】
实验操作主要实验现象实验结论及解释
①检查装置的气密性/装置的气密性良好
②加入药品，将装置连接固定//
③打开止水夹a和b，向A中缓慢鼓入一定量气体后关闭止水夹a和bA中水进入到B中，B中水的体积为200mL收集200mL气体（由压强差引起的误差忽略不计）
④用凸透镜聚光引燃白磷燃烧，产生大量白烟/
⑤待白磷熄灭并冷却到室温，
进行操作I		现象I小丽收集的气体不是纯净的氧气
表中，操作I是打开止水夹b；现象I是量筒中的水部分进入集气瓶中
出现上述现象的原因是白磷燃烧消耗氧气导致集气瓶中压强变小．
【数据记录】
实验次序12345
B中剩余水体积/mL10042394138
【数据处理】已知，在上表数据中，第1组数据偏差较大，存在明显误差，在数据处理时应删去．小丽所带气体中氧气的体积分数为80%．
【实验反思】导致第1组数据产生较大误差的可能原因是白磷不足．
10．我们学过有多种途径可以制得氧气，如图所示：
（1）写出B、C两种途径反应的符号或文字表达式：
B：高锰酸钾$\stackrel{加热}{→}$锰酸钾+二氧化锰+氧气或2KMnO4$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K2MnO4+MnO2+O2↑；
C：水$\stackrel{通电}{→}$氢气+氧气或2H2O$\frac{\underline{\;通电\;}}{\;}$2H2↑+O2↑．
（2）D（填字母代号）途径发生的是物理变化．
（3）E途径通过光合作用来实现的．
（4）为了使A、F两种途径更快地制取氧气，还需要加入二氧化锰作催化剂．
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（2）实验中发生反应的化学方程式为4P+5O2$\frac{\underline{\;点燃\;}}{\;}$2P2O5，该反应的基本类型是化合反应．
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4．随着人们生活水平的提高，私家车数量不断增加，给人们出行带来很多方便．请回答下列问题：
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（1）D的化学式是KMnO4．
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