Question

5．从事科学实验的重要环节是进行科学实验设计，科学实验的正确步骤为：：①明确实验目的②收集有关资料③设计合理方案④进行科学实验．请你按照以上四步，完成以下实验设计，根据装置图回答问题：（所用装置图用序号表示）

（1）实验室制取氧气、二氧化碳的发生装置是B，它们反应的化学方程式是2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）氧气的收集方法是C或E，若收到较纯净的氧气，制备与收集装置是BE；
（3）二氧化碳的收集方法是C，检验二氧化碳通过澄清石灰水，写出该反应的化学方程式Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O；
（4）在实验室中常用加热固体氯化铵和氢氧化钙的方法制取氨气，其反应的文字表达式为：氯化铵+氢氧化钙$\stackrel{加热}{→}$氯化钙+水+氨气．已知在标准状况下，氨气的密度为0.771克/L，空气的密度为1.293克/L，且在常温常压下，1体积的水能溶解700体积的氨气．
①所用的发生装置是A；
②收集氨气的方法是D．

Answer 1

分析 通常情况下，过氧化氢在二氧化锰的催化作用下，分解生成水和氧气；
氧气的密度比空气的密度大，不易溶于水；
实验室通常用大理石或石灰石和稀盐酸反应制取二氧化碳，反应不需要加热，大理石和石灰石的主要成分是碳酸钙，能和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳；
二氧化碳能够溶于水，密度比空气大，能使澄清石灰水变浑浊；
根据制取气体的反应物状态、反应条件、气体的性质可以选择发生装置和收集装置．

解答 解：（1）实验室利用过氧化氢和二氧化锰制取氧气不需要加热，利用大理石或石灰石和稀盐酸制取二氧化碳不需要加热，因此发生装置应该用B装置；
利用过氧化氢和二氧化锰、大理石或石灰石和稀盐酸制取氧气、二氧化碳反应的化学方程式是：2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
故填：B；2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑，CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑．
（2）因为氧气的密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用C装置收集，氧气不易溶于水，可以用排水法收集，即用E装置收集，用排水法收集的氧气比用排空气法收集的氧气纯净．
故填：C或E；BE．
（3）二氧化碳能够溶于水，不能用排水法收集，密度比空气大，可以用向上排空气法收集，即用C装置收集；
检验二氧化碳通过澄清石灰水，二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，是因为二氧化碳和石灰水中的氢氧化钙反应生成了碳酸钙沉淀和水，反应的化学方程式为：Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
故填：C；澄清石灰水；Ca（OH）₂+CO₂═CaCO₃↓+H₂O．
（4）①因为用固体氯化铵和氢氧化钙制取氨气需要加热，所用的发生装置是A；
②氨气极易溶于水，不能用排水法收集，密度比空气小，可以用向下排空气法收集，即用D装置收集．
故填：A；D．

点评 合理设计实验，科学地进行实验、分析实验，是得出正确实验结论的前提，因此要学会设计实验、进行实验、分析实验，为学好化学知识奠定基础．