Question

8．请根据下列装置，回答问题：

（1）常温下，用锌粒和稀硫酸反应制取和收集较纯净的氢气，请选择一套实验装置（操作时相对比较方便，能随开随用．）FD（填序号，下同）．
（2）实验室现在要用稀盐酸和石灰石反应制取一瓶干燥的二氧化碳，应该选择的装置是BGC或FGC．此外，CO₂也可以用碳酸氢钠（NaHCO₃）固体加热分解（产物为碳酸钠、二氧化碳和水）来制取，该反应的化学方程式为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；若用此法来制取二氧化碳，应选用的发生装置是A．判断气体已收集满的方法是用燃着的木条放置于瓶口，木条熄灭则已经满了．
（3）用高锰酸钾制取O₂，装置A还需做的一点改动是在试管口放一团膨松的棉花；反应过程中氧原子的利用率（即氧原子转化为氧气的效率）是25%（或1/4）．
（4）高锰酸钾完全分解后，通过以下四步实验操作可回收二氧化锰（二氧化锰不溶于水）．正确操作的先后顺序是②③④①（填写选项序号）．
①烘干    ②溶解    ③过滤    ④洗涤
（5）把（4）中滤液蒸发结晶可得到锰酸钾晶体，在蒸发操作中玻璃棒的作用是搅拌使液体受热均匀，防止飞溅．

Answer 1

分析 ①根据反应物的状态和反应条件均可选出氢气、氧气、二氧化碳的发生装置；
②二氧化碳的验满是用燃着的木条放在瓶口观看木条是否熄灭的方法；
③用高锰酸钾制取氧气时，试管口应放一团棉花，反应过程中氧原子的利用率可根据化学方程式中氧原子的个数求出，高锰酸钾完全分解后，要回收二氧化锰，可利用二氧化锰和锰酸钾的溶解性不同分离混合物；
④蒸发结晶时为防止液滴向四周飞溅，可用玻璃棒搅拌；

解答 解：
（1）用锌和稀硫酸制氢气应选择固液常温性发生装置，又氢气的密度比空气小且难溶于水，所以发生装置可选B或F，操作时相对比较方便，能随开随用可选用F；收集装置可选D或E，为收集到较纯净的氢气应选择排水法收集．故选F；D．
（3）实验室用石灰石和稀盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，但若用碳酸氢钠加热制取二氧化碳，化学反应方程式即为：2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑，发生装置应选固体加热型．
故选CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；A；用燃着的木条放置于瓶口，木条熄灭．
（4）用高锰酸钾制氧气时，为防止高锰酸钾粉末进入导管，需在试管口放一团棉花，根据高锰酸钾分解的化学方程式可以看出参加反应的氧原子8个，生成物中氧气中氧原子数只有2个，所以氧原子的利用率为2÷8=25%．
故答案为：在试管口放一团膨松的棉花；25%（或1/4）．
（5）高锰酸钾完全分解后剩余物中只有二氧化锰和锰酸钾，而二氧化锰不溶于水，锰酸钾溶于水，所以可以利用溶解过滤的方法得到二氧化锰，然后进行洗涤干燥即可，故选②③④①．
（6）蒸发时为防止液滴向四周飞溅，所以要用玻璃棒不停的搅拌，故答案为：搅拌使液体受热均匀，防止飞溅．
答案：
（1）FD
（2）BGC或FGC   2NaHCO₃ $\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑  A   用燃着的木条放置于瓶口，木条熄灭则已经满了．
（3）在试管口放一团膨松的棉花  25%（或1/4）
（4）②③④①
（5）搅拌使液体受热均匀，防止飞溅

点评 本题综合考查气体的实验室制法原理和装置选择，同时进行类比训练和知识延伸，与混合物的分离联系起来进行考查．