Question

5．实验室制取气体常常用到下列装置，根据给出的装置回答下列问题：

（1）若该实验选择装置A来制取氧气，请写出该反应的化学方程式2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
（2）若选择高锰酸钾制取并收集较纯净的O₂，则应选择装置BC．该套装置有一处不足的地方，请你加以改进：大试管口应放一团棉花，以防止KMnO₄的颗粒进入导气管．
（3）用图F装置可以收集和干燥氧气：若广口瓶充满水来收集氧气，气体应从b（填“a”或“b”）端通入；若气体从a端通入广口瓶，广口瓶内应盛装浓硫酸（填试剂的名称）来干燥氧气．
（4）某同学从上述装置图中选用适当装置成功的制备和收集了二氧化碳．选用的装置是AD（填字母）．该反应的化学方程式是CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑，为了进一步验证产生的气体是二氧化碳，该同学将气体通入图F装置中，则F装置中应加入的试剂为Ca（OH）₂（填化学式）．若在F装置中加入紫色石蕊试液，观察到的现象是溶液变红．得出的结论是CO₂溶于水，溶液显酸性．

Answer 1

分析 本题是气体的制取与收集的方法以及仪器选择问题，要根据具体气体的制取方法和性质综合考虑装置的选择，同时对不同的装置的优劣作出评价．

解答 解：（1）对于A装置制取氧气，由于装置没有酒精灯，所以应该用过氧化氢和二氧化锰反应制取氧气，反应的化学方程式：2H₂O₂ $\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑．
  （2）高锰酸钾是固体，需要加热，发生装置可以选用装置B；不易溶于水，可以用排水法收集较纯净的氧气；该实验在试管口放一团棉花，是防止高锰酸钾颗粒随着气流进入导管堵塞导管．
  （3）用图F装置可以收集和干燥氧气：前一装置为收集装置，若广口瓶充满水来收集氧气，氧气的密度小于水的密度，所以应该是短进长出．而后一装置为干燥装置，所以应该是长进短出，同时选用浓硫酸做干燥剂．
  （4）由于碳酸钙和稀盐酸反应制二氧化碳，是用固体和液体，不需要加热，所以发生装置选A，二氧化碳的密度大于空气的密度，且能溶于水，所以收集装置选择D；反应的方程式为：CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑；二氧化碳性质能使澄清石灰水变浑浊，F装置中应加入的试剂为澄清石灰水；当加入紫色石蕊时，溶液变为红色，得出的结论是CO₂溶于水，溶液显酸性．
故答案为：（1）2H₂O₂$\frac{\underline{\;MnO_2\;}}{\;}$2H₂O+O₂↑；
（2）BC、大试管口应放一团棉花，以防止KMnO₄的颗粒进入导气管；
（3）b、浓硫酸；
（4）AD、CaCO₃+2HCl=CaCl₂+H₂O+CO₂↑、Ca（OH）₂、溶液变红、CO₂溶于水，溶液显酸性

点评 注意不同制取与收集方法的微小细节差异，以免答非所问．