Question

14．比较和归纳是学习化学的常用方法．某学习小组的同学在下图所列出的实验装置的基础上，对气体的制取进行研究．

（1）确定气体发生装置应考虑的因素是反应物的状态和反应条件．
（2）实验室用加热高锰酸钾制取氧气的化学方程式为2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，实验室可选用的发生装置为A，可选用的收集装置为C或D或E．
（3）甲同学用大理石与稀盐酸反应制取二氧化碳气体，化学方程式是：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；要得到一瓶干燥的二氧化碳气体，所选装置的连接顺序是B→D→C（填字母），可选用浓硫酸作干燥剂．
（4）加热固体碳酸氢钠或固体碳酸氢铵都能产生二氧化碳气体，化学反应方程式分别是：
2NaHCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ Na₂CO₃+H₂O+CO₂↑；NH₄HCO₃$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$ NH₃↑+H₂O+CO₂↑
乙同学选择加热碳酸氢钠的反应制取二氧化碳，则发生装置应选用A（填字母）．他不选择加热碳酸氢铵制取二氧化碳的理由是碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳，同时生成氨气．

Answer 1

分析 （1）根据不同的实验装置，功能不同进行分析；
（2）根据高锰酸钾受热时能够分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气进行分析；
根据氧气的密度比空气大，不易溶于水进行分析；
（3）根据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；浓硫酸具有吸水性，可以用作某些物质的干燥剂进行分析；
（4）根据物质反应生成物的状态可以选择适合制取气体的反应物．

解答 解：（1）确定气体发生装置应考虑的因素是反应物状态和反应条件；
（2）高锰酸钾受热分解生成锰酸钾、二氧化锰和氧气，化学方程式为：2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑；
利用高锰酸钾制取氧气时需要加热，应该用A装置作为发生装置；
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或D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；
（3）碳酸钙和稀盐酸反应的化学方程式为：CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑；
要得到一瓶干燥的二氧化碳气体，所选装置的连接顺序是：反应不需要加热，应该用B装置作为发生装置，从B装置导出的二氧化碳应该导入D装置中，D装置中可以盛放浓硫酸，用来干燥二氧化碳，二氧化碳导出后，再用C装置收集；
（4）利用碳酸氢钠反应制取二氧化碳时需要加热，则发生装置应选用A装置；
因为碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳，同时生成氨气，会导致收集的二氧化碳不纯，所以不选择加热碳酸氢铵制取二氧化碳．
故答案为：（1）反应物状态，反应条件；
（2）2KMnO₄$\frac{\underline{\;\;△\;\;}}{\;}$K₂MnO₄+MnO₂+O₂↑，A，C或D或E；
（3）CaCO₃+2HCl═CaCl₂+H₂O+CO₂↑，B→D→C，浓硫酸；
（4）A，碳酸氢铵受热分解生成二氧化碳，同时生成氨气．

点评 本题主要考查常见气体的发生装置与收集装置的探究，发生装置依据反应物的状态和反应条件选择，收集装置依据气体的密度和溶解性选择．