题目内容

【题目】如图所示为实验室中常见气体制备、净化、收集和性质实验的部分仪器装置(组装实验装置时,可重复选择仅器),某化学小组同学欲利用其进行下列实验探究:

(1)小梅同学以过氧化氢溶液为原料(二氧化锰作催化剂),在实验室中制取并收集干燥的氧气。她按照要求设计了实验装置,连接仪器,并检查装置的气密性。

①她所选装置的连接顺序应为_____(填写装置序号字母)。

②她制取氧气所发生反应的化学方程式为_____。

③她将药品换成了石灰石和稀盐酸,使用上述装置也制备出了干燥的二氧化碳,涉及反应的化学方程式_____。

(2)小路同学将少量CO2气体通入到足量澄清石灰水中,观察到溶液中迅速出现白色浑浊,而将一定量CO2气体通入到足量NaOH溶液中,却始终无明显现象

(提出问题)CO2与NaOH溶液是否发生了化学反应?

(猜想假设)CO2与NaOH溶液发生了化学反应

(实验探究)小路同学设计了两个实验方案,利用如图装置G、H分别进行探究来证明上述猜想。其共同原理是CO2与NaOH溶液反应,会导致容器内气压降低。

①实验现象:装置G中的软塑料瓶_____,装置H中的瓶内气球胀大了,涉及反应的化学方程式为_____。

②小美同学对小路方案的严谨性提出了质疑:通常情况下,1体积水能溶解约1体积CO2,因此,上述实验现象不足以证明CO2与NaOH溶液发生了反应,即另一种可能原因是_____。

③小美同学将装置I中反应结束后所得溶液作为研究对象,设计实验进一步验证CO2与NaOH溶液确实发生了化学反应。她选择稀盐酸作为检验试剂,那么,你知道小美的该实验方案设计吗?(简述实验操作,现象及结论)_____。

【答案】B→C→D 2H2O 2H2O+O2↑ CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑ 变瘪了(或变扁了) CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O CO2可溶于水中,导致容器内气压减小 向反应后的装置H内注入稀盐酸,若产生无色气泡,同时气球变小,则说明溶液中存在Na2CO3,即CO2和NaOH溶液确实发生了化学反应

【解析】

(1)如果用双氧水和二氧化锰制氧气就不需要加热,过氧化氢在二氧化锰做催化剂的条件下生成水和氧气,要注意配平;氧气可以用浓硫酸干燥,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,用向上排空气法收集的氧气比较干燥;碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙和水和二氧化碳,配平即可;故答案为:①B→C→D;②2H2O 2H2O+O2↑;③CaCO3+2HCl=CaCl2+H2O+CO2↑;

(2)如图装置G、H中,①实验现象:装置G中的软塑料瓶变瘪了(或变扁了),装置H中的瓶内气球胀大了,因为二氧化碳和碳酸钠反应生成碳酸钠和水,配平即可;②实验不足的原因是:CO2可溶于水中,导致容器内气压减小;③小美同学实验方案设计是:向反应后的装置H内注入稀盐酸,若产生无色气泡,同时气球变小,则说明溶液中存在Na2CO3,即CO2和NaOH溶液确实发生了化学反应;故答案为:①变瘪了(或变扁了);CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O;②CO2可溶于水中,导致容器内气压减小;③向反应后的装置H内注入稀盐酸,若产生无色气泡,同时气球变小,则说明溶液中存在Na2CO3,即CO2和NaOH溶液确实发生了化学反应。(其他合理答案均可)

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