Question

18．在校园开放活动中，化学兴趣小组的同学进行如下实验与探究活动．
Ⅰ．利用如图1所示的微型装置制取并检验气体，回答有关问题：

（1）若制取并检验氧气，则固体药品是MnO₂，液体药品是过氧化氢溶液检验生成气体的方法是把带火星的木条放在W管的管口N处，木条复燃，则生成的气体是氧气．
（2）若制取二氧化碳，反应的化学方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；从W管的管口N处滴加少量石蕊试液于M处，则观察到的现象是试液从紫色逐渐变为红色．
Ⅱ．对中和反应进行探究：将稀盐酸逐滴匀速加入一定量的氢氧化钠溶液中，用数字化仪器对反应过程中溶液的温度、pH进行实时测定，得到如图2、3所示曲线．
（1）由图2可知：中和反应是放热（选填“吸热”或“放热”）反应．
（2）由图3可知，稀盐酸与氢氧化钠发生了中和反应的依据是溶液的pH由大于7逐渐变到小于7（合理即可）．图4是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图，则a代表的微粒是水分子．
（3）在图3中，A点处所含的溶质除了NaCl还有HCl，请设计一个实验证明溶液中含有该溶质：取少量待测液于试管中，滴加几滴石蕊试液，若石蕊试液变红色，则待测液中含有溶质HCl（写出实验操作、观察和结论）．
（4）实验过程中，若在滴加稀盐酸时，发现有少量气泡产生，原因是氢氧化钠一种部分变质，写出氢氧化钠变质反应的化学方程式：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O．若要除去变质生成的杂质，可往氢氧化钠溶液加入适量的饱和氢氧化钙溶液并过滤即可．

Answer 1

分析 制取装置包括加热和不需加热两种，如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热，如果用高锰酸钾或氯酸钾制氧气就需要加热．氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水，因此能用向上排空气法和排水法收集．氧气的验满方法是：把带火星的木条放在W管的管口N处，木条复燃，则生成的气体是氧气；实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热．二氧化碳能溶于水，密度比空气的密度大，因此只能用向上排空气法收集．二氧化碳和水生成碳酸，碳酸能使紫色试液变红色；由图2可知：中和反应是放热反应；由图3可知，稀盐酸与氢氧化钠发生了中和反应的依据是：溶液的pH由大于7逐渐变到小于7；图4是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图，则a代表的微粒是水分子；在图3中，A点处所含的溶质除了NaCl还有氯化氢，设计一个实验证明溶液中含有氯化氢：取少量待测液于试管中，滴加几滴石蕊试液，若石蕊试液变红色，则待测液中含有溶质HCl；二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，配平即可；若要除去变质生成的杂质，可往氢氧化钠溶液加入适量的饱和氢氧化钙溶液并过滤即可．

解答 解：Ⅰ（1）如果用过氧化氢溶液和二氧化锰制氧气就不需要加热，氧气的验满方法是：把带火星的木条放在W管的管口N处，木条复燃，则生成的气体是氧气；故答案为：MnO₂；过氧化氢溶液；把带火星的木条放在W管的管口N处，木条复燃，则生成的气体是氧气；
（2）实验室制取CO₂，是在常温下，用大理石或石灰石和稀盐酸制取的，碳酸钙和盐酸互相交换成分生成氯化钙和水和二氧化碳，因此不需要加热；二氧化碳和水生成碳酸，碳酸能使紫色试液变红色；故答案为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；试液从紫色逐渐变为红色；
Ⅱ（1）由图2可知：中和反应是放热反应；故答案为：放热；
（2）由图3可知，稀盐酸与氢氧化钠发生了中和反应的依据是：溶液的pH由大于7逐渐变到小于7；图4是氢氧化钠与盐酸反应的微观示意图，则a代表的微粒是水分子；故答案为：溶液的pH由大于7逐渐变到小于7（合理即可）；水分子；
（3）在图3中，A点处所含的溶质除了NaCl还有氯化氢，设计一个实验证明溶液中含有氯化氢：取少量待测液于试管中，滴加几滴石蕊试液，若石蕊试液变红色，则待测液中含有溶质HCl；故答案为：HCl；取少量待测液于试管中，滴加几滴石蕊试液，若石蕊试液变红色，则待测液中含有溶质HCl（合理即可）；
（4）二氧化碳和氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠和水，配平即可；若要除去变质生成的杂质，可往氢氧化钠溶液加入适量的饱和氢氧化钙溶液并过滤即可；故答案为：2NaOH+CO₂=Na₂CO₃+H₂O；饱和氢氧化钙；（合理即可）；

点评 本考点主要考查了气体的验满、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、置换反应等，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．