Question

10．某校化学研究性学习小组探究气体制取的实验原理与方法．
（1）甲同学将课本的基础知识进行整理如图，请你帮助他完成相关内容．

制取气体	所需要品	装置连接顺序	反应化学方程式
干燥的二氧化碳	大理石和稀盐酸	AED	CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑

（2）乙同学设计的实验装置（如图），既可用于制取气体，又可用于验证物质性质．当打开 K₁、关闭 K₂ 时，
利用 I、Ⅱ装置可直接进行的实验是②（填序号）．
①大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳
②锌与稀硫酸反应制取氢气
（3）丙同学认为在不改变 I、Ⅱ、Ⅲ装置的仪器及位置的前提下，该装置可用于过氧化钠（Na₂O₂）固体与水
反应制取氧气，另一产物为氢氧化钠，则该反应的化学方程式为2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；她的改进措施是Ⅱ中把左边管加长，右边管变短．
（4）丁同学打开 K₂、关闭 K₁，利用 I、Ⅲ装置来验证生成的二氧化碳中含有水蒸气，此时 C 中盛放的物质是硫酸铜，可以观察到的现象是白色变蓝色．
（5）对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取 O₂后的固体残渣（假定已完全反应）作如下回收处理：
①通过以下四步实验操作回收二氧化锰．正确操作的先后顺序是bcda（填写选项序号a． 烘干b． 溶解c．过滤d．洗涤
②用所得氯化钾晶体配制 50g 质量分数为 5%的氯化钾溶液，需要氯化钾的质量为2.5g
③过滤、蒸发时都需用到的仪器是C（填序号）．
A． 酒精灯B． 烧杯C． 玻璃棒D．漏斗E．量筒
（6）小明用 6.5g 可能含有铜、铝、铁、镁中的一种或几种金属杂质的锌粉，跟足量的稀盐酸完全反应时，生成 0.2g 氢气，则此锌粉中一定含有的金属杂质是铜．

Answer 1

分析 制取装置包括加热和不需加热两种，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．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．过氧化钠（Na₂O₂）固体与水反应制取氧气，同时生成氢氧化钠，配平即可；改进措施是：Ⅱ中把左边管加长，右边管变短；硫酸铜可以检验二氧化碳中的水蒸气，现象是：白色变蓝色；对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O₂后的固体残渣，回收二氧化锰的正确操作的先后顺序是：溶解、过滤、洗涤、烘干；过滤、蒸发时都需用到的仪器是玻璃棒；小明用 6.5g 可能含有铜、铝、铁、镁中的一种或几种金属杂质的锌粉，跟足量的稀盐酸完全反应时，生成 0.2g 氢气，则此锌粉中一定含有的金属杂质是铜，因为相同质量的铝、铁、镁都比锌产生的氢气多．

解答 解：（1）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；二氧化碳可以用浓硫酸干燥，故答案为：AED；CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
（2）当打开 K₁、关闭 K₂ 时，利用 I、Ⅱ装置可直接进行的实验是②，因为氢气的密度比空气小，要短管进入；故答案为：②；
（3）过氧化钠（Na₂O₂）固体与水反应制取氧气，同时生成氢氧化钠，配平即可；改进措施是：Ⅱ中把左边管加长，右边管变短；故答案为：2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑；Ⅱ中把左边管加长，右边管变短；
（4）硫酸铜可以检验二氧化碳中的水蒸气，现象是：白色变蓝色；故答案为：硫酸铜；白色变蓝色；
（5）对用氯酸钾和二氧化锰的混合物制取O₂后的固体残渣，回收二氧化锰的正确操作的先后顺序是：溶解、过滤、洗涤、烘干；50g×5%=2.5g；过滤、蒸发时都需用到的仪器是玻璃棒；故答案为：bcda；2.5；
（6）小明用 6.5g 可能含有铜、铝、铁、镁中的一种或几种金属杂质的锌粉，跟足量的稀盐酸完全反应时，生成 0.2g 氢气，则此锌粉中一定含有的金属杂质是铜，因为相同质量的铝、铁、镁都比锌产生的氢气多，只有铜不产生氢气，因此可以是铜与铝、铁、镁中的任何一种混合；故答案为：铜；

点评 本考点主要考查了混合物的分离、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、气体的检验和有关溶液的计算等，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．