Question

3．为了制取氧气和二氧化碳，实验室提供了以下药品和装置．
药品：①过氧化氢溶液②二氧化锰③大理石④高锰酸钾⑤稀盐酸装置：如图1所示．
回答下列问题：
（1）气体的性质是选择气体收集方法的主要依据，下列性质与收集方法的选择无关的是a（填序号）．
a．颜色b．密度c．溶解度d．与制取的气体是否反应
（2）若选择药品③和⑤来制取并收集气体，应该选用的实验装置组合是BF（填序号），检验所生成气体的方法是将气体通入澄清石灰水中．
（3）用装置A制取氧气，则装置A中反应的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，既可以用来收集氧气，又可用来收集二氧化碳的装置是F．
（4）实验室制取氨气的反应原理为：
Ca（OH）₂（固）+2NH₄Cl（固）$\frac{\underline{\;△\;}}{\;}$CaCl₂+2H₂O+2NH₃↑（易溶于水），应该选用的收集装置是E（填序号），为探究氨气的性质，按如图2装置进行实验，观察到黑色粉末变红，白色无水硫酸铜变蓝，同时反应中还有一种气体单质生成，Cu和Cu₂O均为红色，但Cu₂O（氧化亚铜）易与稀硫酸反应：Cu₂O+H₂SO₄=CuSO₄+Cu+H₂O
①取生成的红色物质少许于试管中，加入稀硫酸，观察到溶液不变蓝色，说明红色物质是Cu，而不是Cu₂O．
②硬质试管内发生反应的化学方程式为2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O．

Answer 1

分析 （1）收集气体的方法的选择可依据气体的密度和溶解性；
（2）根据提供的药品确定制取的气体及其制取装置，根据二氧化碳的检验方法来分析；
（3）根据装置的特点确定制取原理、根据氧气与二氧化碳的性质确定收集方法；
（4）根据氨气的性质确定收集方法；
①根据题干中提供的铜与氧化亚铜的性质来分析；
②根据实验现象推断生成物，然后根据化学方程式的写法来分析．

解答 解：（1）选择气体收集方法，不需要考虑气体颜色，依据气体密度，是否与空气中的氧气反应来选择排空气方法收集，依据气体是否溶于水判断收集气体是否能用排水方法或排其他液体的方法，故填：a；
（2）大理石的主要成分是碳酸钙，能与稀盐酸在常温下反应生成氯化钙、水和二氧化碳，二氧化碳能溶于水，且密度比空气大，所以可用向上排空气法来收集；二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊，所以可将气体通入澄清的石灰水，观察是否变浑浊；故填：B、F；将气体通入澄清石灰水中；
（3）装置A适用于固体加热制取气体，且试管口有一团棉花，所以是加热高锰酸钾制取氧气，同时生成锰酸钾和氧气；氧气和二氧化碳的密度均比空气大，所以都可以用向上排空气法来收集；故填：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；F；
（4）氨气易溶于水，密度比空气小，所以可用向下排空气法来收集；故填：E；
①Cu和Cu₂O均为红色，铜与稀硫酸不反应，但Cu₂O（氧化亚铜）易与稀硫酸反应生成蓝色的硫酸铜溶液，所以可取生成的红色物质少许于试管中，加入稀硫酸，观察到溶液不变蓝色，说明红色物质是Cu，而不是Cu₂O．故填：稀硫酸；溶液不变蓝色；
②由实验现象可知，生成物中有铜和水，由质量守恒定律可知，生成的气体单质是氮气，反应物是氨气与氧化铜，反应条件是加热；故填：2NH₃+3CuO$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$3Cu+N₂+3H₂O．

点评 本题为一道较为综合的实验探究题，既考查了实验室中气体制取的反应原理、气体的性质、气体的收集，又考查了氨气和氧化铜反应的相关知识，解答的关键是从题干叙述的内容提取有用的信息，然后结合已有的课本知识进行解题，难度较大．