Question

8．通过一个多学期的化学学习，相信你已经初步掌握了实验室制取气体的有关知识．请结合如图1示回答问题．

（1）写出图中标示的仪器名称：①酒精灯．
（2）实验室用KMnO₄制取O₂，应选用的发生装置为D（填字母序号，下同），取用KMnO₄药品时，应选用仪器A，写出该反应的化学方程式2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑．
（3）实验室用装置E制取CO₂时，反应方程式为CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，如用注射器C替换长颈漏斗，优点是控制反应的速率．实验
室用块状石灰石和适量稀盐酸反应至气泡逸出不明显后，测得其残留液pH等于2，此时取适量反应后溶液，逐滴滴入碳酸钠溶液，并用pH数字探测仪连续监测，得曲线如图2（pH为纵坐标，时间为横坐标）．
①BC“平台”段的化学方程式是Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl
②CD段上升的原因是碳酸钠溶液过量，使溶液的碱性增强
（4）小王和小李两位同学用如图3所示装置进行制取二氧化碳并验证其与氢氧化钠能发生反应．
①小王先关闭b，打开a、c、d，使分液漏斗中的液体缓慢滴入，A中缓慢出现气泡，B中没有观察到明显现象．
②小李认为若要证明NaOH与CO₂发生了化学反应，接下来的操作是关闭c和d，打开b，此时应观察到的现象为C中生成白色沉淀．

Answer 1

分析 （1）据常用仪器回答；
（2）高锰酸钾制取氧气，需要加热，属于固体加热型，故选发生装置D，并据氧气的密度和溶解性选择收集装置；取用高锰酸钾用药匙，据反应原理书写方程式；
（3）根据注射器可以控制液体的滴加速度进行分析；
①根据制二氧化碳反应结束后残留物的成分，以及碳酸钠的化学性质回答，注意碳酸钠先与盐酸反应后才能再与氯化钙反应．
②根据碳酸钠的水溶液呈碱性回答；
（4）发生装置的选择要根据反应物的状态和反应条件，收集装置要根据气体的密度和溶水性．浓硫酸溶于水放出大量的热，氢氧化钠溶于水放出大量的热，氯化钠溶于水时温度无明显变化，硝酸铵溶于水时吸收热量；
氢氧化钙的溶解度随着温度的升高而减小，随着温度的降低而增．

解答 解：（1）图中标示仪器分别是酒精灯；
（2）高锰酸钾制取氧气，需要加热，属于固体加热型，故选发生装置D，氧气的密度比空气大且不易溶于水，故可用向上排空气法或排水法收集；取用高锰酸钾粉末用药匙，加热高锰酸钾生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，反应的文字表达式是2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）二氧化碳的实验室制法是用稀盐酸与大理石（或石灰石．其主要成分都是碳酸钙）反应来制取．其反应原理是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+CO₂↑+H₂O；注射器可以控制液体的滴加速度，所以实验室用装置E制取CO₂时，如用注射器C替换长颈漏斗，优点是：便于控制液体的滴加速度；
①块状石灰石和适量稀盐酸反应至气泡逸出不明显后，测得其残留液pH等于2，说明盐酸过量，加入碳酸钠溶液后，碳酸钠先中和盐酸后才能与氯化钙反应，故AB段是碳酸钠与盐酸反应，BC段是碳酸钠与氯化钙反应生成碳酸钙沉淀和氯化钠，方程式为Na₂CO₃+CaCl₂═CaCO₃↓+2NaCl．
②碳酸钠溶液呈碱性，过量的碳酸钠使溶液的碱性增强，CD段加入的碳酸钠溶液已过量，不再参加反应，只是使液体碱性增强，所以CD段的pH上升；
（4）若要证明NaOH与CO₂发生了化学反应，接下来的操作是关闭c和d，打开b，这样在A装置中不断产生二氧化碳的压力下B装置内的液体会进入C装置．氢氧化钠和二氧化碳反应生成碳酸钠，碳酸钠和石灰水反应生成不溶于水的碳酸钙和氢氧化钠，所以会看到石灰水变浑浊．
故答案为：（1）酒精灯； （2）D、A  2KMnO₄ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
（3）CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑、控制反应的速率；
①Na₂CO₃+CaCl₂=CaCO₃↓+2NaCl；
②碳酸钠溶液过量，使溶液的碱性增强；
（4）c，b （两空都对得1分），C中生成白色沉淀．

点评 气体的制取是初中重要的化学实验之一，既是难重点，又是考查热点，理解反应原理，掌握装置的选择依据、装置气密性检查方法、气体的检验、验满、收集方法，了解实验步骤和注意事项是解决该类问题的关键．